RAPPORT. Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län mätningar och modellering. För Länsstyrelsen i Kalmar län. Resultat till och med september 2007

Transkript

1 RAPPORT För Länsstyrelsen i Kalmar län Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län mätningar och modellering Resultat till och med september 7 Gunilla Pihl Karlsson, Anna Nettelbladt, Cecilia Akselsson, Sofie Hellsten, Per Erik Karlsson, Veronika Kronnäs & Gunnar Malm B 1777 Juni 8

2 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 För Kalmar läns Luftvårdsförbund Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län Resultat till och med september 7 På uppdrag av Kalmar läns Luftvårdsförbund har IVL mätt nedfall av luftföroreningar och markvattenkvalitet på olika platser i länet sedan 199. Krondroppsnätet har sedan starten i Blekinge 1985 löpt i perioder och 7 initierades ett nytt fyraårigt samarbetsprojekt. Denna rapport är den första enligt Program 7. Grundtanken med Program 7 är att utifrån depositions-, markvatten- samt lufthaltsmätningar ge kunskap om belastning av luftföroreningar och dess effekter på vegetation, mark och vatten. Mätningarna kompletteras med fördjupade modellberäkningar som ursprungligen baserats på en nationell nivå men som skalas upp till regionala nivåer. Den regionala fördjupningen inom Program 7 omfattar miljökvalitetsmålen Bara naturlig försurning, Ingen övergödning och Frisk luft. Sedan mätningarna startade syns en tendens till ökande nederbördsmängder. Nedfallet av svavel har minskat betydligt sedan början på 199-talet. Detta är främst synligt i krondroppsytorna och kan förklaras med en minskande torrdeposition. När det gäller kväve syns inga tydliga trender. Årets mätningar visar på ovanligt lågt nedfall i krondroppsytorna av både svavel och kväve, trots att nederbördsmängderna var höga under året. Till marken i granytorna, Alsjö och Rockneby deponerades mellan,5 och,9 kg antropogent svavel och 5,5-5, kg kväve per hektar, varav lite mindre än hälften av kvävet var i organisk form. I ekytan, Ottenby, deponerades strax under kg/ha svavel och 5, kg oorganiskt kväve. Stormarna i januari syns främst i mätningarna genom förhöjd klorid- och natriumdeposition vid samtliga lokaler. Markvattenmätningarna på de fyra aktiva ytorna i länet visade. på varierande förhållanden, med låga ph-värden i markvattnet från Ottenby och Alsjö (,-,8), måttliga värden i Rockneby (omkring 5) och höga ph-värden i Risebo (omkring ). Halterna av nitratkväve har varit förhöjda under kortare perioder i framför allt Ottenby och Alsjö, men under /7 var nitrathalterna mycket låga. Under mätperioden har genomgående låga luftföroreningshalter uppmätts i Kalmar län. Om man ser till befintliga målvärden för svaveldioxid, kvävedioxid och marknära ozon är det marknära ozon som ligger i närheten av eller över befintliga målvärden. Mätningarna visar att de långsiktiga målvärden som finns för ozon nära marken inom miljömålet Frisk Luft överskrids vid Rockneby under året och sannolikt i en stor del av länet. Modellberäkningarna för Kalmar län visar att den kritiska belastningen för skogsmark överskrids på en avsevärd andel av skogen i länet med nuvarande deposition, men om nedfallet sjunker enligt beräkningar med CLE-scenariet kommer det i princip inte att finnas något överskridande längre i framtiden. Andelen försurade sjöar var enligt beräkningarna över gränsen i delmålet år 7, och även var andelen i nivå med, eller högre än delmålet, vilket tyder på ett kvarstående försurningsproblem. Kväveackumuleringen är högst i sydvästra Sverige, där kvävenedfallet är störst, och uppgår till som högst 1 kg per hektar och år i delar av Skåne och Halland. I Kalmar län varierar kväveackumleringen mellan drygt och drygt 7 kg per hektar och år. Risken för förhöjd utlakning av kväve från skogsmarken är svårbedömd, men avsevärt mindre än i de sydvästligaste delarna av Sverige. De regionala modelleringarna som presenteras i denna rapportering var ett första försök att syntetisera mätningar och modellberäkningar i Kalmar län som berör Bara Naturlig försurning, Ingen övergödning och Frisk luft för att kunna ta ett samlat grepp om dessa frågor på regional nivå, framför allt med fokus på luftföroreningarnas påverkan. Kommande år bör modellansatserna utvärderas och utvecklas i samarbete mellan IVL, Länsstyrelserna och Luftvårdsförbunden, för att optimera resultatet för miljömålsuppföljning. Vidare bör resultaten från modelleringarna studeras mer i detalj, jämföras med mätningar från Krondroppsnätet och andra miljöövervakningsnät samt tolkas utifrån detta. Det är även önskvärt att studera tidsserierna för nedfall och framför allt markvattenkemi noggrant, för att kunna dra slutsatser om återhämtningsförloppet. 1

3 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 Figur 1. Principskiss för mätningarna. Uppdragsgivare: Kalmar Läns Luftvårdsförbund Utförande organ: IVL Svenska Miljöinstitutet AB Box 5, SE- 1 GÖTEBORG Författare: G. Pihl Karlsson, A. Nettelbladt, C. Akselsson, S. Hellsten, P.E. Karlsson, V. Kronnäs & G. Malm Nyckelord: Deposition, svavel, kväve, skogsytor, försurning, markvatten, lufthalter, Kalmar län IVL rapport B 1777 Beställs från: Kalmar Läns Luftvårdsförbund Roland Enefalk c/o Länsstyrelsen 91 8 KALMAR eller IVL, Publikationsservice Box 1 SE-1 1 STOCKHOLM Tel: Fax: 8: publikationsservice@ivl.se

4 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777

5 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 Innehållsförteckning Inledning...5 Ord att förklara...7 Stationsvis redovisning...8 Ottenby (H 1)...8 Rockneby (H )...1 Fagerhult (H )...1 Hälgsjö (H 11)...1 Risebo (H 1)...1 Alsjö (H )...1 Tidsutveckling deposition...1 Tidsutveckling markvatten...18 Tidsutveckling lufthalter...19 Svaveldioxid (SO )...19 Kvävedioxid (NO )... Ammoniak (NH )... Marknära ozon (O )... Modellering och metodutveckling för uppföljning av regionala miljökvalitetsmål... Bara naturlig försurning... Deposition av svavel och kväve, nu och... Överskridande av kritisk belastning för skogsmark, nu och...7 Antropogent försurade sjöar nu och...9 Skogsbrukets försurningspåverkan...1 Syntes av försurningsparametrarna...1 Ingen övergödning... Deposition av kväve, nu och... Kväveackumulering... Frisk luft...5 Beräkningar av målvärden för ozon utifrån månadsmedelvärden för koncentration...7 Beräknade överskridanden av målvärden för ozon i Kalmar län...9 Kväve i skog - brist eller överskott?... Krondroppsnätet under år - från svavel till kväve... Kväve, skog och miljökvalitetsmålen... Var ligger forskningsfronten idag?...1 Kvävedeposition och halter i markvatten som underlag vid miljömålsuppföljning...1 Klimatförändringar - hur påverkar det nedfall av luftföroreningar och markvattenkemi?... Ny hemsida... Referenser... Appendix. Data i tabellform - deposition, lufthalter, markvatten... Rapporten godkänd 8-- John Munthe Avdelningschef

6 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 Inledning På uppdrag av luftvårdsförbund, länsstyrelser, Skogsstyrelsen samt vissa kommuner genomför IVL Svenska Miljöinstitutet AB sedan 1985 länsbaserade undersökningar med regional upplösning av luftföroreningar och dess effekter med avseende bland annat på försurning, övergödning och marknära ozon. Samarbetsproprogrammet har löpt i olika perioder och 7 initierades ett nytt fyraårigt samarbetsprogram. Denna rapport är den första enligt Program 7, och innebär relativt omfattande revideringar från tidigare Program, på grund av att nya nationella underlag finns tillgängliga och att EU s bidragssystem omformats. Grundtanken med Program 7 är att utifrån depositions-, markvatten- samt lufthaltsmätningar ge kunskap om belastning av luftföroreningar och dess effekter på vegetation, mark och vatten. Mätningarna kompletteras med fördjupade modellberäkningar som ursprungligen utvecklats på en nationell nivå men som skalas upp till regionala nivåer. Modellberäkningar på regional nivå görs dels för att det ger större geografisk täckning än vad mätningarna i sig ger, dels för att det innebär möjligheter att utvärdera andra parametrar än de som mäts. Ytterligare en fördel är att modeller kan användas för att beräkna framtida trender vid olika scenarier för nedfall, skogsbruk och klimat. Den regionala fördjupningen inom Program 7 omfattar miljökvalitetsmålen Bara naturlig försurning, Ingen övergödning och Frisk luft. Dessa miljömål påverkas starkt av regionalt och globalt spridda luftföroreningar, men även annan påverkan har betydelse, främst markanvändning i form av jord- och skogsbruk. Det finns även kopplingar till klimatfrågorna genom t.ex. förändrad nederbördsmängd samt att skogen kan fungera som kolsänka och även producera förnybara bränslen. Markanvändningen kan både öka och minska miljöeffekterna som orsakas av luftföroreningar. Det gör att effekter av luftföroreningar i vissa fall måste jämföras med påverkan från pågående markanvändning för att en uppföljning av miljökvalitetsmålen ska bli meningsfull. Fördjupningen anpassas till de specifika förhållandena i länen samt prioriterade regionala miljökvalitetsmål och åtgärdsbehov. Årets rapport innehåller därför en stor mängd nya delar bl.a. om modellresultat, regional miljömålsuppföljning, kväve, tidstrender lufthalter tillsammans med en mer traditionell stationsvis rapportering. Utifrån de månadsvisa depositionsmätningarna kan den årliga depositionen av främst svavel och kväve beräknas i de skogsytor där mätningar utförs. Nedfall av svavel och kväve används som indikator för uppföljning av ett flertal miljömål; Bara naturlig försurning, Levande sjöar och vattendrag, Grundvatten av god kvalitet, Levande skogar samt Storslagen fjällmiljö. Mätningarna bidrar även till att visa om modellberäkningarna av deposition ger rimliga resultat. Nationella mätningar av luftföroreningar ingår i regel som indata i modellerna och kan därför inte användas för validering av modellerna. Depositionsmätningar inom Krondroppsnätet har, och har även haft, stor betydelse för utvecklingen av de modellverktyg som används i Sverige och Europa. Tidigare mätningar i Krondroppsnätet har visat att den faktiska utvecklingen av depositionen kan avvika avsevärt från prognosen för hur depositionen kommer att förändras med tiden. Syftet med lufthaltsmätningarna är bl.a. att ge underlag för effektbedömningar, trendanalyser, jämförelser med miljömålet Frisk Luft samt beskrivning av eventuella skillnader mot luftföroreningssituationen i stort. Lufthalter av svaveldioxid, kvävedioxid och marknära ozon ingår som indikatorer för uppföljning av miljömålet Frisk luft. Syftet med markvattenmätningarna är att utnyttja olika parametrar i markvattnet som indikatorer för markens tillstånd, vegetationens inverkan samt utlakning till grund- och ytvatten. Markvattendata kan användas i samband med uppföljning av miljömålen Bara naturlig försurning, Levande skogar, Levande sjöar och vattendrag, Hav i balans, Levande kust och skärgård, Ingen övergödning, Grundvatten av god kvalitet samt Myllrande våtmarker. Det är viktigt att långsiktigt undersöka markvattnets sammansättning som indikator på i vilken utsträckning utsläppsminskningar av luftföroreningar ger en förväntad förbättring av miljötillståndet. Detta gäller i synnerhet med tanke på att skogsmarkens återhämtning från försurning är en långsam process och 5

7 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 att kritiska belastningsgränser fortfarande överskrids, framför allt i delar av södra Sverige. Arbetet med dynamiska modellberäkningar av försurningsutveckling i mark och vatten har utvecklats mycket det senaste året och mätningarna kan även visa om modellberäkningarna överensstämmer med vad som kan observeras i fält genom markvattenmätningar och analys av försurningsindikerande parametrar som ph, oorganiskt aluminium, sulfat och baskatjoner. Huvuddelen av undersökningarna av luftföroreningar sker i Skogsstyrelsens skogliga observationsytor. Skogsstyrelsen undersöker regelbundet skogens och skogsmarkens tillstånd, som tillväxt, kronutglesning samt barr- och markkemi. Det gör att luftföroreningarnas inverkan på skogens och markens tillstånd kan analyseras. De skogliga observationsytorna ingår i såväl ett nationellt som ett europeiskt nät. Metoderna har i princip behållits sedan början av mätningarna och ingår nu i EU s manualer för miljöövervakning ( Deposition till skogsmark mäts i Krondroppsnätet med hjälp av krondroppsmätningarna på för närvarande 7 lokaler (/7). Till depositionen i skogsmark bidrar dels våtdepositionen, det vill säga föroreningarna som följer med nederbörden ner, dels torrdepositionen som förs via vinden och fastnar i trädkronorna som fungerar som uppsamlare och filtrerar partiklar, gaser och aerosoler från luften. Föroreningarna sköljs sedan ner av nederbörden som samlas i dunkar/hinkar. Provinsamlarna är placerade på förutbestämda platser. För vissa ämnen finns en interncirkulation i trädkronorna, vilket gör att det som mäts upp via krondropp skiljer sig från den totala depositionen. Mätningarna på öppet fält speglar huvudsakligen våtdeposition. Inom Krondroppsnätet sker mätningar på öppet fält vid totalt lokaler, varav mätningarna vid 1 lokaler bekostas via deltagarna inom Krondroppsnätet. Mätningarna vid övriga 1 lokaler sker inom den svenska miljöövervakningen som finansieras av Naturvårdsverket. Haltmätningar av luftföroreningar sker på lokaler i Krondroppsnätet med hjälp av diffusionsprovtagare som kvantitativt absorberar den gas som skall mätas. De månadsvisa mätningarna omfattar svaveldioxid, kvävedioxid, ammoniak och ozon. Markvattenmätningar sker vid 7 lokaler med hjälp av undertryckslysimetrar som suger vatten via ett fint, keramiskt filter. Keramikkroppen är placerad i mineraljorden på 5 cm djup, under den egentliga rotzonen. Markvattenprovtagning utförs tre gånger per år och de olika provtagningstillfällena avser att representera förhållandena före, under respektive efter vegetationsperioden. Resultaten från alla undersökningarna inom Krondroppsnätet samlas i en databas på IVL där bearbetning sker. Ett mätår är ett hydrologiskt år, från oktober till september. Då resultaten används för att följa upp miljömål och miljökvalitetsnormer innebär det att under programmets gång förutom hydrologiskt år även kalenderår kommer att beaktas då miljömål och miljökvalitetsnormer är baserade på kalenderår. Resultat avseende tillstånd och tidsutveckling redovisas i årliga rapporter och på Krondroppsnätets hemsida, under En ny hemsida håller på att utvecklas och under hösten 8 beräknas den vara klar. Vissa ord och begrepp förklaras i faktarutan nedan. Undersökningarna i Kalmar län är resultat av ett lagarbete där provtagning utförts av Gösta Karlsson, Lennart Weidinger, Viktor Åberg & Per Örsta (SVS) samt Göran Åsenius. På IVL har K Koos bl. a. skött kontakter med provtagare och I Torbrink, S Weidolf, P Bengtsson, S Honkala, V Andersson och M Lidqvist har analyserat proverna. Granskning av data har huvudsakligen utförts av P Bengtsson, G Malm och A Nettelbladt. Databehandling och rapportering av resultaten har utförts av C Akselsson, S Hellsten, P E Karlsson, V Kronnäs, G Malm samt G Pihl Karlsson. Figur. Krondroppsnätet under /7. Samordnade mätningar av luftföroreningar i skogliga observationsytor.

8 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 Ord att förklara ANC: Acid Neutralising Capacity (syraneutraliserande förmåga) beräknas som starka basers katjoner (Ca +, Mg +, Na +, K + ) minus starka syrors anjoner (SO -, NO -, Cl - ) räknat i ekvivalenter. Positivt värde utgörs av syrabuffrande vätekarbonat och organiska anjoner. Negativt värde uttrycker aciditet. Antropogen: Orsakad av människan. Baskatjoner: Positiva joner av alkalimetaller med ursprung i syraneutraliserande föreningar. Viktigast i detta sammanhang är kalcium, magnesium och kalium. BC/ooAl: Kvot mellan baskatjoner (Ca +, Mg +, K + ) och oorganiskt aluminium. Baseras på enheten mol och indikerar markens försurningsstatus. Kvot under 1 anses medföra en ekologisk risk. CLE: Basscenario för depositionsminskning till enligt "Current legislation", d.v.s de beslut om minskade utsläpp som finns inom Europa. Deposition: Nedfall av luftföroreningar från atmosfären. EMEP (European Monitoring and Evaluation Programme): Europeiskt samarbete avseende gränsöverskridande luftföroreningar för kontroll av luftens och nederbördens sammansättning samt beräkningar av transport av luftföroreningar. EU-yta: skogliga observationsytor lades ut ingår i ett Europeiskt nät och några av dessa används även för regionala mätningar av luftföroreningar. Hydrologiskt år: Omfattar oktober till september, baseras på vattnets cirkulation i naturen. Intensivyta: 1 av SVOs skogliga observationsytor. Ingår i Naturvårdsverkets nationella program. Interncirkulation: Vissa ämnen, till exempel kalcium, magnesium, kalium och mangan, interncirkuleras mellan träd och mark. De deltar i jonbytesprocesser där vätejoner tas upp och baskatjoner avges i trädkronan. Jordart: Sönderkrossade och vittrade bergarter bildar jordarter med olika kornstorlekar och sorteringsgrad. De vanligaste jordarterna är morän, olika sediment och torv. Jordmån: Övre delen av marken som påverkas av markorganismer, klimat och vegetation. Vanligaste jordmåner i skog på fastmark är podsoler, övergångsjordar och brunjordar. Kritisk belastning av aciditet: Den högsta deposition av försurande ämnen som inte kommer att förorsaka kemiska förändringar som leder till långsiktiga skadliga effekter på strukturen och funktionen i ett ekosystem. Krondropp: Nederbörd som passerat trädkronorna. Ger ofta bra mått på total belastning i skog av ämnen som inte påverkas av interncirkulation eller upptag, såsom svavel och klorid. För kväve indikeras i regel upptag eller omvandling i trädkronan. Det gör att nedfallet av kväve i områden med låg eller måttlig belastning visar högre värden på öppet fält än till marken i skogen. I kraftigt kvävebelastade områden visar krondroppsmätningar större deposition än mätningar på öppet fält. Lufthalter: Luftens innehåll av svaveldioxid (SO ), kvävedioxid (NO ), ammoniak (NH ) och ozon (O ) mäts i dessa undersökningar som månadsmedelvärde med hjälp av diffusionsprovtagare. Luft- och nederbördskemiska nätet: Ingår i Naturvårdsverkets nationella miljöövervakningsprogram och samordnas av IVL. Mätningar sker på öppet fält av bland annat svavel- och kväveföreningar och baskatjoner i nederbörd samt SO, NO, O i luft på månadsbasis. MAGIC: Dynamisk modell för beräkning av ytvattenkemi, utvecklad i USA och använd i många länder. MAGIC-biblioteket: "Bibliotek" med MAGICkörningar som baseras på befintliga modelleringar med MAGIC-modellen på några hundra sjöar i Sverige och kan användas för att bedöma försurningspåverkan i en sjö där vissa mätningar finns tillgängliga ( Markvatten: Vatten i markens omättade zon, oftast på väg nedåt mot grundvattnet. Provtas i dessa undersökningar med lysimetrar, 5 cm ner i mineraljorden. Suger vatten via ett fint, keramiskt filter (typ P 8). MATCH-Sweden: Spridningsmodellsystem utvecklat på SMHI, för modellering av deposition av luftföroreningar. ph-värde: Mått på surhetsgrad. Ju lägre ph-värde, desto mer vätejoner och surare förhållanden. PROFILE: Markkemisk modell för beräkning av vittring och kritisk belastning för aciditet i mark, utvecklad vid Lunds Universitet och använd i många länder. Riksinventeringen för skog (RIS): En rikstäckande inventering av skog och mark i Sverige som samordnas av SLU och finansieras av Naturvårdsverket och SLU. SO -S ex : Mängd antropogent svavel i form av sulfatjoner. Svavel från havssalt har räknats bort med hjälp av uppmätt kloridhalt. Används vid jämförelse med miljökvalitetsmål. Ståndortsindex: För att uppskatta ståndortens virkesproducerande förmåga används ett ståndortsindex (H1) som uttrycker den övre höjden vid totalåldern 1 år för ett givet trädslag. G = gran och T = tall. Torrdeposition: Gaser och partiklar som deponeras. Dessa fastnar exempelvis på trädkronor och sköljs ned med nederbörden mot marken. För svavel och havssalt beräknas torrdeposition i dessa undersökningar som nedfall via krondropp minus nedfall på öppet fält. Totaldeposition: Summan av våt- och torrdeposition, se krondropp. Våtdeposition: Deposition via nederbörd. Mäts i dessa undersökningar genom nederbördskemiska mätningar på öppet fält eller modellberäknas genom samarbete med SMHI (högupplöst Sverigemodell). Öppet fält: Öppet område där nederbördskemi och/eller lufthalter mäts. 7

9 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 Stationsvis redovisning Här presenteras årets mätningar vid de olika lokalerna. I Appendix återfinns data i tabellform; depositionsdata, lufthalter samt markvattendata. I kapitlet Tidsutveckling lufthalter, senare i rapporten, finns en utförlig analys över hur lufthalterna varierat över tiden i länet samt i hela Götaland. I kapitlet Modellering och metodutveckling för uppföljning av regionala miljökvalitetsmål, senare i rapporten, presenteras en analys över situationen i Kalmar län samt i Sverige både vad gäller uppmätta samt modellberäknade halter och deposition. Ottenby (H 1): Gammal, 1-årig ekskog i norra delen av Ottenby lund. Ingår inte i Skogsvårdsstyrelsens nät av observationsytor, men är den enda lokal i Kalmar län som funnits med sedan mätningarna startade 199. Nederbördskemiska mätningar på öppet fält avslutades i december. Tidigare års mätningar har visat förhållandevis höga koncentrationer av svavel och kväve i nederbörd från Ottenby. Lokalen har länets högsta nedfall av antropogent svavel. Sannolikt är stationens läge på Ölands södra udde mest avgörande för detta. Sjöfarten i Kalmarsund bidrar troligen med en stor del till detta. Sedan mätningarna startade har i genomsnitt,7 kg antropogent svavel och,9 kg oorganiskt kväve (räknat som summa nitrat- och ammoniumkväve) årligen deponerats per hektar mark i skogen. Nedfallet av antropogent svavel har minskat kraftigt under mätperioden, medeldepositionen i skogen för de första fyra åren var 1, kg/ha och år jämfört med svavelnedfallet de fyra senaste mätperioderna på, kg/ha och år. Någon liknande trend syns inte för kväve där motsvarande deposition var i det närmaste identiskt för de fyra första respektive fyra senaste mätningarna. Kloriddepositionen var mycket hög vid Ottenby under /7 (, kg/ha), Figur, vilket kan förklaras av flera stormar i början av 7. Ottenby är den lokal i länet som uppvisar högst kloriddeposition beroende på sitt utsatta läge. Markvatten från Ottenby har visat annan karaktär än övriga lokaler i länet genom generellt högre halter av många ämnen. Vattennivån har tidvis varit hög i provytan och rörligt markvatten, eller grundvatten, kan sannolikt omfördela ämnen från marina avlagringar. Generellt gäller fortsatt mycket höga halter organiskt material (TOC), vilket kan bero på rester av tångbankar i marken. Höga halter av havssaltsrelaterade ämnen såsom natrium, klorid och kalcium finns i Ottenby vilket kan förklaras av det kustnära läget. Sulfatsvavelhalten är hög i markvattnet i Ottenby och under tidsserien har även mycket höga halter av aluminium uppmätts;,9 mg/l som medianvärde från 8 provtagningar vilket kan jämföras med övriga lokaler i länet vars medianvärde för totalaluminium varierar mellan, och 1,. Merparten aluminium har varit bundet till organiskt material, vilket förknippas med mängden organiskt material i marken. De mycket höga halterna av nitratkväve (- 1 mg/l) som noterades vid sju provtagningar under har inte upprepats de fem senaste åren. Under /7 var nitratkvävehalterna mycket låga. ph-värdet vid Ottenby ligger i dagsläget strax över, Figur, Appendix, Tabell A:5, vilket är lägst bland alla lokaler i länet. Linjär regressionsanalys av markvattnets sammansättning visar dessutom att ph-värdet samt även den syraneutraliserande förmågan (ANC) minskat signifikant sedan mätningarna startade 199. Detta indikerar ökad försurningsgrad i markvatten från Ottenby. Dock visar senaste årets mätningar något högre värden på ANC. Även kalciumhalterna i markvattnet har minskat signifikant, och har under de senaste fem åren legat omkring 1 mg/l. Halterna av ammonium, kalium och järn har ökat signifikant. Förhöjda värden av ammoniumkväve kan indikera att tillgängligt kväve inte utnyttjas fullt ut i systemet. 8

10 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 Ottenby (H 1) Ek, 1 år DEPOSITION (H 1) =Sommarperiod =Vinterperiod MV =Årsmedelvärde KD : 199/ kg/ha H + 8 kg/ha SO -S ex KD =Krondropp KD KD KD MV 5/ /7 KD KD KD MV 5/ /7 5 1 kg/ha Cl - KD KD KD MV 5/ /7 1 kg/ha NO -N KD KD KD MV 5/ /7 1 kg/ha NH -N KD KD KD MV 5/ /7 MARKVATTEN (H 1) =totalt Aluminium =organiskt Aluminium M =Median S=Saknat värde U =Under detektionsgräns 7 5 n=9 M ph S mg/l n=9 M Ca + S mg/l Al 8 SS n= n= M mg/l SO -S 1 8 S n= M mg/l.8... n=9 M NO -N S Figur. Resultat från Ottenby, H 1. I figuren redovisas depositions- och markvattendata för ett urval ämnen. Depositionen i krondropp de två senaste åren jämförs med ett längre periodmedelvärde under åren Åren är indelade i sommar- (april-sep) och vinterperiod (okt-mars). För markvatten redovisas de tre senaste provtagningarna, vilka jämförs med ett långtidsvärde. Medianvärde används för att undvika en kraftig inverkan av enstaka höga halter som ibland uppträder under torra förhållanden. Saknade värden innebär oftast att marken varit för torr. Al är uppdelat i total och organisk halt. Skillnaden utgör oorganiskt Al som i höga halter medför risk för skador på känsliga organismer i mark och vatten. Kemiska beteckningar som används i figurerna är vätejoner (H + ), sulfatsvavel utan havssaltsbidrag (SO -Sex), sulfatsvavel (SO -S), kloridjoner (Cl - ), nitratkväve (NO -N), ammoniumkväve (NH -N), kalciumjoner (Ca + ) och aluminium (Al). Luftmätningar av svaveldioxid (SO ), kvävedioxid (NO ), ammoniak (NH ) och ozon (O ) i Ottenby, på Öland, har genomförts sedan april Årsmedelhalterna av SO och NO i Ottenby har generellt varit dubbelt så höga, eller mer, som medelhalterna på övriga tre lokaler i länet vilket 9

11 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 eventuellt kan förklaras med det sjönära läget med en kraftig färjetrafik. Under året har dock lufthaltsmätningarna lagts ner vid Alsjö och i dagsläget mäts lufthalter vid Ottenby, Risebo samt Rockneby. Även sommarhalvårsmedelhalterna av O har varit betydligt högre i Ottenby än vid övriga lokaler. Generellt har även sommarhalvårsmedelhalterna av NH varit högst i Ottenby vid en jämförelse med övriga lokaler i Kalmar län. Detta mönster syns även för årets mätningar för de månader som finns data. Tyvärr saknas halter för januari maj 7 samt augusti 7 på grund av att passiva provtagare ej sattes upp samt på grund av sabotage av passiva provtagare, vilket gör att det ej går att göra års- respektive sommarhalvårsmedelhalter för mätperioden. Om man jämför uppmätta halter av SO, NO och ozon O vid Ottenby med motsvarande halter vid Sännen, en mätstation inom Luft- och nederbördskemiska nätet som ligger kustnära i Blekinge, så är halterna betydligt högre vid Ottenby för samtliga parametrar. Rockneby (H ): Nationell observationsyta norr om Kalmar med -årig granskog och ståndortsindex G8. Rockneby ersätter tidigare mätningar i en näraliggande tallyta, Böle. Mätningarna i Rockneby startade i januari Lokalen är en av tio Intensivytor i landet som sedan 1 ingår i Naturvårdsverkets nationella miljöövervakning av deposition till skog. Mätningarna visar att nedfallet av svavel och kväve ligger lite högre än föregående år vid öppet fältmätningen. Under /7 deponerades,7 kg svavel per hektar på öppet fält och,5 kg per hektar via krondropp, Figur. För oorganiskt kväve deponerades 5,5 kg per hektar på öppet fält och,9 kg per hektar via krondropp. Att kvävedepositionen skiljer sig åt vid mätningar på öppet fält och via krondropp beror på att kväve interncirkulerar i träden. För växande skog är den totala kvävebelastningen större än vad krondroppsmätningarna visar. En jämförelse med övriga år i mätserien visar på att svavelnedfallet till granytan minskat under den tioåriga mätserien. Även på öppet fält är nedfallet lägre än i början av tidsserien, men skillnaden är inte lika tydlig. Mätningarna av kväve visar inte på någon motsvarande trend. I Rockneby mäts även depositionen av organiskt kväve i öppet fält och i krondropp. Resultaten för öppet fält visar att andelen organiskt kväve som genomsnitt för de sju senaste åren varit 1, kg/ha, jämfört med 5, kg oorganiskt kväve. När det gäller motsvarande mätningar i krondropp visar det sig att andelen organiskt kväve i genomsnitt för de sju senaste åren varit,7 kg/ha, jämfört med,5 kg oorganiskt kväve. Kloridhalterna i framförallt januari 7 var mycket höga på grund av stormar vilket gjorde att kloriddepositionen både för öppet fältmätningarna samt krondroppsmätningarna blev den högsta som hittills har uppmätts på lokalen. Markvattnet visar ganska normala värden för granskog i området. Medianvärden från tio års provtagningar visar ph-värde 5,1, 1, mg/l av totalaluminium och, mg/l av kalcium, Figur, Appendix, Tabell A:5. Merparten aluminium har tillhört fraktionen oorganiskt aluminium, som anses medföra större risk för skador på ekosystemet än organiskt bundet aluminium. Linjär regressionsanalys av markvattnets sammansättning visar att kloridhalterna och halten organiskt aluminium signifikant ökat sedan mätningarna startade samt att ph minskat signifikant. Halterna av Nitratkväve har generellt varit mycket låga och var det även under /7. Förhöjda halter, som kan indikera någon form av störd kväveomsättning i beståndet, har dock noterats vid ett antal tillfällen under mätserien, men förhöjningarna har varit små. Vid de senaste mätningarna har förhöjda järnhalter uppmätts vid Ottenby, Rockneby och Risebo. 1

12 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 Rockneby (H ) Gran, år DEPOSITION (H ) Sommar Vinter Nederbörd på ÖF (mm) MV 5/ / =Sommarperiod =Vinterperiod MV =Årsmedelvärde ÖF : 1997/7 KD : 1997/7 ÖF =Öppet fält KD =Krondropp kg/ha H + ÖF KD ÖF KD ÖF KD MV 5/ /7 8 kg/ha SO -S ex ÖF KD ÖF KD ÖF KD MV 5/ /7 5 1 kg/ha Cl - ÖF KD ÖF KD ÖF KD MV 5/ /7 1 kg/ha NO -N ÖF KD ÖF KD ÖF KD MV 5/ /7 1 kg/ha NH -N ÖF KD ÖF KD ÖF KD MV 5/ /7 MARKVATTEN (H ) =totalt Aluminium =organiskt Aluminium M =Median S=Saknat värde U =Under detektionsgräns 7 5 n=1 M ph mg/l n=9 M Ca mg/l Al n= n=8 7 M 1 8 mg/l n=9 M SO -S mg/l.8... n=9 M NO -N Figur. Resultat från Rockneby, H. I figuren redovisas depositions- och markvattendata för ett urval ämnen. Depositionen i öppet fält och krondropp de två senaste åren jämförs med ett längre medelvärde för perioden Åren är indelade i sommar- (april-sep) och vinterperiod (okt-mars). För markvatten redovisas det tre senaste provtagningarna, vilka jämförs med ett långtidsvärde. Medianvärde används för att undvika en kraftig inverkan av enstaka höga halter som ibland uppträder under torra förhållanden. Saknade värden innebär oftast att marken varit för torr. Al är uppdelat i total och organisk halt. Skillnaden utgör oorganiskt Al som i höga halter medför risk för skador på känsliga organismer i mark och vatten. Kemiska beteckningar som används i figurerna är vätejoner (H + ), sulfatsvavel utan havssaltsbidrag (SO -Sex), sulfatsvavel (SO -S), kloridjoner (Cl - ), nitratkväve (NO -N), ammoniumkväve (NH -N), kalciumjoner (Ca + ) och aluminium (Al). Luftmätningar av svaveldioxid (SO ), kvävedioxid (NO ), ammoniak (NH ) och ozon (O ) i Rockneby har genomförts sedan april Årsmedelhalterna av SO och NO i Rockneby har 11

13 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 generellt varit hälften, eller mindre, än uppmätta halter i Ottenby och något högre än uppmätta halter i Risebo. Även sommarhalvårsmedelhalterna av ozon i Rockneby har varit betydligt lägre än sommarhalvårsmedelhalterna i Ottenby samt något högre än sommarhalvårsmedelhalterna i Risebo. När det gäller NH så varierar sommarhalvårsmedelhalterna kraftigt mellan åren men generellt är halterna i Rockneby under senare år på samma nivå som vid Risebo medan sommarhalvårsmedelhalterna i Ottenby generellt är högre än uppmätta halter i Rockneby. Detta mönster är tydligt även för årets mätningar. Under mätperioden /7 har genomgående låga luftföroreningshalter uppmätts. Genom åren har årsmedelhalterna av SO varierat mellan, och 1, µg/m, med en tangering av det lägsta medelvärdet under den senaste mätperioden. Denna årsmedelhalt uppmättes även under mätperioden 1999/, 1/ samt /5. Årsmedelhalterna av NO har under åren varierat mellan, och,7 µg/m och under mätperioden /7 var årsmedelhalten, µg/m. Sommarmedelhalten av NH har sedan mätningarnas start varierat mellan,5 och,9 µg/m och under mätperioden /7 var medelhalten, µg/m. Sommarhalvårsmedelhalterna för ozon har under åren varierat mellan 5 och µg/m och under sommaren 7 var halten 55 µg/m. Den enskilt högsta månadshalten av ozon under - 7 var i april då 7 µg/m uppmättes. Fagerhult (H ): Nationell observationsyta med drygt 75-årig granskog och ståndortsindex G8, strax väster om Oskarshamn. På samma sätt som i Rockneby startade mätningarna i januari Dock avslutades nederbördskemiska mätningar i december. Depositionsmätningarna samt mätningarna i markvatten avslutades i december. I denna rapport redovisas därför endast modellerad våtdeposition från lokalen i Tabell i dataappendix. Hälgsjö (H 11): Provyta i ett -årigt granbestånd i nordöstra delen av länet. Mätningarna startade i oktober På samma sätt som i Ottenby och Fagerhult avslutades de nederbördskemiska mätningarna på öppet fält i december. Depositionsmätningarna samt mätningarna i markvatten avslutades i december. I denna rapport redovisas därför endast modellerad våtdeposition från lokalen i Tabell i dataappendix. Risebo (H 1): EU-yta med 7-årig tallskog och ståndortsindex T i länets nordligaste del. Depositionsmätningarna startade i oktober Nederbördskemiska mätningar på öppet fält avslutades i december 1. Mätningarna under /7 visade högre mängd krondropp jämfört med de åtta föregående åren, och samtidigt var depositionen av både svavel och kväve lite lägre än föregående år. På samma sätt som i Rockneby spelar organiskt kväve en betydande roll för det totala nedfallet av kväve till skogsmarken i Risebo. Data från de sex senaste åren visar i genomsnitt 1,5 kg organiskt kväve och, kg oorganiskt kväve via krondropp, vilket innebär totalt,7 kg kväve via krondropp. Kloridhalterna i framförallt januari 7 var mycket höga på grund av stormar vilket gjorde att kloriddepositionen i krondroppsmätningen blev den högsta som hittills har uppmätts på lokalen, Figur 5. Tidigare år, när nederbördskemiska mätningar har genomförts i Risebo, har data ofta visat lägre deposition av både svavel och kväve via krondropp än på öppet fält. Upptag och omvandlingsprocesser av kväve i trädkronorna gör detta normalt i områden med låg eller måttlig belastning av kväve. För svavel har det på senare år blivit allt vanligare med högre värden via krondropp än på öppet fält., speciellt i tallskog där torrdepositionen är lägre än i granskog på grund av mindre filtrerande yta. I takt med att torrdepositionen minskat kan faktorer som stamavrinning och hur effektivt torrdeponerade partiklar tvättas av från barr och grenar påverka resultaten Dessutom kan det under vissa väderförhållanden förekomma torrdeposition i de ständigt öppna insamlarna på öppet fält. 1

14 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 Risebo (H 1) Tall, 7 år DEPOSITION (H 1) =Sommarperiod =Vinterperiod MV =Årsmedelvärde KD : 1995/ kg/ha H + 8 kg/ha SO -S ex KD =Krondropp KD KD KD MV 5/ /7 KD KD KD MV 5/ /7 5 1 kg/ha Cl - KD KD KD MV 5/ /7 1 kg/ha NO -N KD KD KD MV 5/ /7 1 kg/ha NH -N KD KD KD MV 5/ /7 Figur 5. Resultat från Risebo, H 1. I figuren redovisas depositionsdata för ett urval ämnen. Depositionen i krondropp de två senaste åren jämförs med ett längre medelvärde under perioden Åren är indelade i sommar- (april-sep) och vinterperiod (okt-mars). Kemiska beteckningar som används i figurerna är vätejoner (H + ), sulfatsvavel utan havssaltsbidrag (SO -Sex), kloridjoner (Cl - ), nitratkväve (NO -N) och ammoniumkväve (NH -N). Markvatten från Risebo visar inga tecken på försurning med ph-värdena som nästan alltid varit över, Figur, Appendix, Tabell A:5, och positiva värden för beräknad syraneutraliserande förmåga (ANC). Jämfört med flertalet lokaler i södra Sverige har totalhalterna av aluminium varit ganska låga,, mg/l. Till följd av höga ph-värden och relativt höga halter av organiskt material har nästan allt (>9 %) varit bundet i organiska föreningar. Därmed blir halten oorganiskt aluminium låg och den försurnings-indikerande kvoten mellan baskatjoner och oorganiskt aluminium hög, vilket medför att risken för skadliga effekter på ekosystemet är liten. Vid de senaste mätningarna har dock förhöjda järnhalter uppmätts i Risebo, liksom i Ottenby och Rockneby. Förhöjda halter av järn syns ofta om ph är förhöjt och ph-värdet vid Risebo är lite förhöjt jämfört med föregående år. Markvattnet i Risebo visar signifikant minskande halter av sulfatsvavel, natrium och oorganiskt aluminium Luftmätningar av svaveldioxid (SO ), kvävedioxid (NO ), ammoniak (NH ) och ozon (O ) har genomförts i Risebo sedan april Årsmedelhalterna av SO, NO och O vid Risebo är generellt lägst bland de tre lokalerna i länet. Genom åren har årsmedelhalterna av SO varierat mellan, och,7 µg/m, med en tangering av den lägsta halten under den senaste mätperioden. Års-medelhalterna av NO har genom åren varierat mellan 1, och 1,7 µg/m, med den lägsta årsmedelhalten under årets mätningar. Generellt kan noteras att det genomgående varit låga halter av luftföroreningar under den senaste mätperioden, något som inte bara är tydligt i Kalmar län utan i stora delar av Sverige. När det gäller NH så varierar sommarhalvårsmedelhalterna kraftigt mellan åren men generellt har halterna i Risebo varit lägst, så även under årets mätningar då medelhalten var, µg/m. Sommarhalvårsmedelhalterna för ozon har under åren varierat mellan -57 µg/m 1

15 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 och under sommaren 7 var halten 7 µg/m vilket kan förklaras av det regniga och solfattiga vädret. MARKVATTEN (H 1) =totalt Aluminium =organiskt Aluminium M =Median S=Saknat värde U =Under detektionsgräns 7 5 n=5 M ph mg/l n= M Ca mg/l Al n= n= 7 M 1 8 mg/l n= M SO -S mg/l.8... n= M NO -N 1 7 U 788 Figur. Resultat från Risebo, H 1. I figuren redovisas markvatten för det senaste årets tre provtagningar, vilka jämförs med ett långtidsvärde. Medianvärde används för att undvika en kraftig inverkan av enstaka höga halter som ibland uppträder under torra förhållanden. Saknade värden innebär oftast att marken varit för torr. Al är uppdelat i total och organisk halt. Skillnaden utgör oorganiskt Al som i höga halter medför risk för skador på känsliga organismer i mark och vatten. Kemiska beteckningar som används i figurerna är kalciumjoner (Ca + ), aluminium (Al), sulfatsvavel (SO -S) och nitratkväve (NO -N). Alsjö (H ): EU-yta med 7-årig granskog, belägen en halvmil öster om Emmaboda och ersättare till en gammal provyta i Susingsborg. Ståndortsindex G indikerar bördigare förhållanden än i Rockneby och Fagerhult. Nederbördskemiska mätningar på öppet fält avslutades i december 1. Lufthaltsmätningarna vid Alsjö upphörde januari 7. Senaste årets mätningar i krondropp, Figur 7, visar något lägre svavelnedfall än tidigare år och även betydligt lägre än genomsnittet för samtliga år. Till marken i skogen deponerades,9 kg antropogent svavel per hektar. Även nedfallet av oorganiskt kväve till marken i skogen (, kg/ha) var lägre än närmast föregående år och i nivå med genomsnittet för tolv års mätningar på. kg/ha och år. Nedfallet av organiskt bundet kväve var, kg/ha under /7, vilket summerat innebär 5,5 kg kväve per hektar till marken i skogen. Kloridhalterna i framförallt januari 7 var mycket höga på grund av stormar vilket gjorde att kloriddepositionen i krondroppsmätningen blev den högsta som hittills har uppmätts på lokalen. Markvattenprovtagning med lysimetrar startade i Alsjö i september 97. Tillsammans med Ottenby uppvisar Alsjö länets suraste markvattenförhållanden. provtagningar har nästan genomgående visat negativa värden för ANC, det vill säga avsaknad av syraneutraliserande förmåga och låga phvärden,,7 som medianvärde, se Figur 7, Appendix, Tabell A:5. Detta indikerar ökad risk för skador i skogsekosystemet på sikt, men linjär regressionsanalys av markvattnets sammansättning visar statistiskt signifikant ökade värden på ANC och för ph vilket gör att det långsamt blir bättre. Sedan har halterna av nitratkväve alltid varit under eller nära detektionsgränsen, vilket är normalt för brukad skogsmark. De mycket höga halter som noterades runt 1999 och 1 har inte upprepats. När höga halter nitratkväve förekommer i markvattnet indikerar detta att tillgängligt kväve inte utnyttjats till fullo av vegetationen och att en utlakning kan ske till grundvatten och vattendrag. Signifikanta förändringar som noterats avseende markvattnets sammansättning är 1

16 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 minskade halter av svavelsulfat, kalcium, magnesium, kalium, mangan, oorganiskt aluminium och totalt aluminium samt, som tidigare nämnts signifikant ökande halter av ANC och ph. Alsjö (H ) Gran, 7 år DEPOSITION (H ) =Sommarperiod =Vinterperiod MV =Årsmedelvärde KD : 1995/ kg/ha H + 8 kg/ha SO -S ex KD =Krondropp KD KD KD MV 5/ /7 KD KD KD MV 5/ /7 5 1 kg/ha Cl - KD KD KD MV 5/ /7 1 kg/ha NO -N KD KD KD MV 5/ /7 1 kg/ha NH -N KD KD KD MV 5/ /7 MARKVATTEN (H ) =totalt Aluminium =organiskt Aluminium M =Median S=Saknat värde U =Under detektionsgräns 7 5 n= M ph mg/l n=9 M Ca mg/l Al n= n=5 7 M 1 8 mg/l n=9 M SO -S mg/l.8... n=9 M NO -N U Figur 7. Resultat från Alsjö, H. I figuren redovisas depositions- och markvattendata för ett urval ämnen. Depositionen i krondropp de två senaste åren jämförs med ett längre periodmedelvärde (1995-7). Åren är indelade i sommar- (april-sep) och vinterperiod (okt-mars). För markvatten redovisas det tre senaste provtagningarna, vilka jämförs med ett långtidsvärde. Medianvärde används för att undvika en kraftig inverkan av enstaka höga halter som ibland uppträder under torra förhållanden. Saknade värden innebär oftast att marken varit för torr. Al är uppdelat i total och organisk halt. Skillnaden utgör oorganiskt Al som i höga halter medför risk för skador på känsliga organismer i mark och vatten. Kemiska beteckningar som används i figurerna är vätejoner (H + ), sulfatsvavel utan havssaltsbidrag (SO -Sex), sulfatsvavel (SO -S), kloridjoner (Cl - ), nitratkväve (NO -N), ammoniumkväve (NH -N), kalciumjoner (Ca + ) och aluminium (Al). 15

17 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 Tidsutveckling deposition Figur 8 visar utvecklingen av svavel och kvävedepositionen i Kalmar län från 199 fram till 7. Två tidsserier för mätningar i öppet fält, granskog samt tallskog presenteras, en gammal tidsserie samt en ny tidsserie. Orsaken till att två tidsserier redovisas är att det 199/97 startade mätningar vid många nya lokaler. Även relativt små geografiska skillnader kan ge upphov till skillnader i deposition och det är därför viktigt att redogöra för vilka lokaler som ingår i respektive tidsserier. Långa tidsserier behövs för att bedöma trender men det medför i många fall att antalet ingående lokaler blir få. I det som betecknas gammal tidsserie för mätningarna i öppet fält ingår mätningar från Ottenby mellan och den nya tidsserien består av mätningar från Rockneby mellan 1997 och 7. Av figuren framgår att försurnings-belastningen i länet har minskat som en följd av att utsläppet av försurande ämnen reducerats i Europa. ph-värdet har ökat, och ligger idag strax över,5 vad gäller mätningarna vid öppet fält. När det gäller våtdepositionen av antropogent svavel ser man att den minskat avsevärt. Svaveldepositionen har under den senare delen av mätserien varit låg trots att nederbördsmängden varit relativt hög under den perioden. I Rockneby noterades ungefär 87 mm nederbörd under /7, vilket är den högsta uppmätta nederbördsmängden sedan mätstarten 1997/98, men trots detta var svavelnedfallet lågt. Detta betyder att koncentrationen av svavel i nederbörden varit låg. När det gäller kväve ser man i motsats till svaveldepositionen ingen motsvarande nedåtgående trend. I tidsserierna för mätningar i granytor ingår Susingsborg mellan 199 fram till 1995 medan den nya tidsserien består av mätningar från Alsjö mellan 1995 till 7. Nedfallet av svavel till granytorna har minskat kraftigt, 1995/9 var svaveldepositionen 7 kg/ha i Alsjö och under den senaste mätperioden var motsvarande deposition strax under kg/ha. Tidigare mätningar i Susingsborg, i början av 199-talet, visade betydligt högre svaveldeposition runt 1 kg/ha. Utvecklingen är tydligare än på öppet fält och kommer av en kraftigt minskad torrdeposition. Det minskade nedfallet av svavel har medfört att krondroppets ph-värde har ökat kraftigt från cirka till strax under 5. Inte heller i granytorna syns någon tydlig trend vad gäller kvävedepositionen. För tidsserier för mätningarna i tallytor ingår mätningar från Böle och Fagerhult i gammal tidsserie för perioden mellan 199 fram till 199 medan den nya tidsserien består av mätningar från Risebo mellan 1995 till 7. Även i mätningarna från tallytorna ser man att svaveldepositionen minskat och ph-värdet har ökat. Ingen tydlig trend syns vad gäller kvävedepositionen i tallytan. 1

18 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 ph 5. Öppet fält Gran Tall (gammal=1, ny=1) (gammal=1, ny=1) (gammal=, ny=1) /91 9/95 98/99 / /7.5 9/91 9/95 98/99 / /7.5 9/91 9/95 98/99 / /7 Nederbörd (mm) /91 9/95 98/99 / /7 9/91 9/95 98/99 / /7 9/91 9/95 98/99 / /7 Svavel (kg/(ha*år)) 1 9 9/91 9/95 98/99 / / /91 9/95 98/99 / / /91 9/95 98/99 / /7 Kväve (kg/(ha*år)) 1 9 9/91 9/95 98/99 / / /91 9/95 98/99 / / /91 Figur 8. Årsmedelvärden för ph, nederbörd, deposition av svavel och oorganiskt kväve i tre miljöer i Kalmar län; öppet fält, gran- och tallskog och för två tidsserier. Den första tidsserien (gammal) startade 199/91 medan den andra tidsserien (ny) startade 1995/9. För gammal tidsserie för öppet fält har mätningar från Ottenby använts, den nya tidsserien består av mätningar från Rockneby. För gammal tidsserie för gran har mätningar från Susingsborg använts, den nya tidsserien består av mätningar från Alsjö. För gammal tidsserie för tall har mätningar från Böle och Fagerhult använts, den nya tidsserien består av mätningar från Risebo. 9/95 98/99 / /7 17

19 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 Tidsutveckling markvatten Linjär regressionsanalys har använts för att ge indikationer på om markvattnets sammansättning förändrats signifikant sedan mätningarna startade vid befintliga lokaler i Götaland. Sammanställningen ger indikationer på utveckling i skogsmark och markvatten på samtliga lokaler med minst fem provtagningar ( år). Detta innebär att alla aktiva markvattenlokaler i Kalmar län är med i analysen. Figur 9 visar tidsutvecklingen för markvattnet vid 5 lokaler i Götaland. Tydligast är minskat innehåll av kalcium och sulfatsvavel, vilket skett på ungefär två tredjedelar av alla lokaler i Götaland. Minskningen är en följd av minskad svaveldeposition. På fler än en tredjedel av lokalerna minskar även halterna av magnesium, kalium, vätejoner och totalaluminium. Detta är en naturlig följd av att det sura nedfallet minskat, eftersom det sura nedfallet leder till jonbyte som frigör baskatjoner. Minskade halter av baskatjoner kan även bero på att förråden av utbytbara baskatjoner minskat i marken. På ungefär hälften av lokalerna har innehållet av organiskt kol minskat och på omkring en tredjedel har kvoten mellan baskatjoner och oorganiskt aluminium minskat. Ökande halter av nitrat- och ammoniumkväve förekommer vid ungefär en tredjedel av lokalerna, medan ett fåtal lokaler visar minskande kvävehalter. Ökande halter kan tyda på en störd kvävebalans i marken med risk för kväveutlakning som följd. Störningar efter stormen Gudrun och andra stormar har, på vissa lokaler, bidragit till förhöjd kväveutlakning på senare år. Halten av oorganiskt aluminium har minskat på mer än en tredjedel av lokalerna medan organiskt aluminium inte visar någon tydlig trend. För markvattnets syraneutraliserande förmåga, ANC finns exempel på ytor med både minskande och ökande trend. + Antal lokaler 1-1 SO -S Ca + Mg + TOC K + H + ooal TAl (Ca+Mg+K)/ooAl ANC Na + Mn + oal Fe +/+ Cl - f NO -N NH -N Figur 9. Trendberäkningar för markvatten på 5 lokaler i Götaland. Positivt värde på y-axeln anger antal lokaler med signifikant ökade halter (+) sedan mätningarna startade på respektive lokal. På samma sätt anger negativt värde antal lokaler med signifikant minskade värden (-). 18

20 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 Tidsutveckling lufthalter Mätningar av lufthalter med diffusiva provtagare har pågått vid fyra platser i Kalmar län sedan Sedan 1999 finns kompletta och ännu pågående mätningar av SO och NO vid Risebo. Vid Rockneby finns också pågående, kompletta mätningar sedan 1999, förutom att ozon inte började mätas vintertid förrän 1. Även vid Ottenby finns kompletta mätningar sedan 1999, förutom ett tillfälligt uppehåll under första halvåret 7. Vid Alsjö finns mätningar sedan 1999, men dessa avslutades i januari 7. I Skåne påbörjades mätningar redan 199. Under åren 1998 till och med mättes lufthalter vid totalt 1 platser i Götaland, varav fyra platser i Skåne, fyra platser i Kalmar län, två i Östergötland, en plats i Kronoberg och en plats i Västra Götalands län. Eftersom mätningarna under denna period pågått vid samma mätplatser passar det bra för trendanalyser. Tyvärr har lufthaltsmätningarna avslutats vid många platser i Götaland, vilket försvårar fortsatta trendanalyser. Vi har valt att visa årliga medelvärden för alla fyra mätplatserna i Kalmar län för perioden 1998-, uppdelat i sommar- och vinterhalvår. Dessutom visar vi en jämförelse mellan Ottenby och Rockneby, vad gäller SO och NO. Svaveldioxid (SO ) Beräkningar inom EMEP visar att en överväldigande del av svavelnedfallet över Sverige beror av långväga transport med källor utanför Sveriges gränser (EMEP, 7). EU s samlade SO x emissioner har minskat till en nivå ca 5 % av vad de var i början av 198-talet (EMEP, 7). Följaktligen har såväl nedfallet som lufthalterna av SO minskat sedan mätningar inom Krondroppsnätet påbörjades under 199-talet. I Figur 1, övre figuren, visas lufthalter av SO för Kalmar län och Götaland som helhet, uppdelat på sommar och vinterhalvår. Värdena baseras på månadsvisa mätningar och utgör som nämnts ovan medelvärden för fyra mätplatser för Kalmar län och 1 mätplatser för Götaland. Figuren visar att halterna av SO i såväl Kalmar län som Götaland sedan 1999 varit låga, med halter i Kalmar län som är i ungefär samma nivå som medelvärdena för Götaland som helhet. Halterna för Götaland tenderade till att nå ett minimum runt millennieskiftet för att sedan öka något under perioden 1-. I Figur 1, undre figuren, visas lufthalter av SO för mätplatserna Ottenby och Rockneby, uppdelat på sommar och vinterhalvår. Dessa platser är relativt närbelägna, men Ottenby ligger mer exponerat för Östersjön, medan Rockneby ligger mer i inlandet. Det är intressant att lufthalterna av SO genomgående är ungefär dubbelt så höga vid Ottenby, jämfört med Rockneby. Vidare finns vid Ottenby inte samma årstidsvariation, med lägre halter sommartid, som man ser vid Rockneby. Provtagarna för SO är försedda med ett membranfilter som gör att SO tränger in till absorbtionsfiltren endast i gasform och inte i partikelform. Därför kan vi utesluta att skillnaderna beror på havssalt. Den troligaste förklaringen till högre halter av SO vid Ottenby är utsläpp från fartygstrafiken. Dessa utsläpp är av ungefär samma storleksordning året om. Vi kan se i nästa sektion att även halterna av NO är ungefär dubbelt så höga vid Ottenby, vilket stödjer antagandet att de högre halterna beror av fartygstrafiken. Även modelleringsansatser har visat att utsläpp från fartygstrafiken bidrar på ett betydande sätt till svaveldepositionen i kustnära områden runt Nordoch Östersjön (Derwent m.fl., 5). 19

21 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 Lufthalter. SO. Götaland Sommar Götaland Vinter Kalmar län Sommar Kalmar län Vinter µg/m µg/m 5 Lufthalter. SO. Ottenby Sommar Ottenby Vinter Rockneby Sommar Rockneby Vinter Figur 1. Övre figuren. Lufthalter av SO för Kalmar län och för Götaland, redovisat som periodmedelvärden uppdelat på sommar och vinterhalvår. Värdena baseras på månadsvisa mätningar och utgör medelvärden för fyra mätplatser i Kalmar län, Rockneby, Ottenby, Risebo samt Alsjö, och 1 mätplatser för Götaland som helhet. Trendlinjer visas för perioden för Götaland sommarhalvår (streckad linje) och Götaland vinterhalvår (heldragen linje). Trendanalyserna som baserar sig på en polynomfunktion har en korrelationskoefficient för Götaland vintervärden på,9 och för Götaland sommarvärden på,7. Motsvarande värden för en linjär funktion blir,1 och,1 för vinter och sommar värden. Beräkningarna gäller kalenderår, sommar (april-september), vinter (jan-mars, okt-dec). Undre figuren. Lufthalter av SO redovisat individuellt för Ottenby, beläget vid Ölands södra udde, och för Rockneby, beläget strax väster om Kalmar, som periodmedelvärden uppdelade på sommar och vinterhalvår. Trendlinjer visas för Ottenby, vintertid (heldragen grå linje, årlig ökning. µg/m ) och för Rockneby, vintertid (streckad grå linje, årlig ökning.1 µg/m ). Beräkningarna gäller kalenderår, sommar (aprilseptember), vinter (jan-mars, okt-dec). Kvävedioxid (NO ) Även EU s samlade emissioner av oxiderat (NO x ) och reducerat (NH ) kväve har minskat, men inte alls lika mycket som svavel, utan endast till en nivå ca 7-8 % av vad de var i början av 198- talet (EMEP, 7). Ursprunget för nedfallet av kväve över Sverige är dessutom lite mer komplicerat, där oxiderat kväve till mer än 9 % har sitt ursprung utanför Sveriges gränser, medan motsvarande värde vad gäller reducerat kväve ligger mellan 5 och 8 % för Götaland (EMEP. 7).

22 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 Figur 11, övre figuren, visar lufthalter av NO för Kalmar län och Götaland, uppdelat på sommar och vinterhalvår. Värdena baseras på månadsvisa mätningar och utgör medelvärden för samma mätplatser som redovisats för SO ovan. Lufthalterna av NO är avsevärt lägre i Kalmar län, jämfört med medelvärden för Götaland, framför allt vintertid. I slutet av 199-talet minskade halterna i Götaland som medelvärden betydligt för att under -talet stabilisera sig eller öka något sommartid. Medelhalterna för Kalmar län följer samma tendenser, fast på en lägre nivå. Liksom för SO är lufthalterna av NO genomgående ungefär dubbelt så höga vid Ottenby, jämfört med Rockneby (figur 11, undre figuren). Som diskuterats ovan är fartygstrafiken en trolig orsak till dessa skillnader. 1 8 Lufthalter. NO. Götaland Sommar Götaland Vinter Kalmar län Sommar Kalmar län Vinter µg/m µg/m 1 8 Lufthalter. NO. Ottenby Sommar Ottenby Vinter Rockneby Sommar Rockneby Vinter Figur 11. Övre figuren. Lufthalter av NO för Kalmar län och för Götaland, redovisat som periodmedelvärden uppdelat på sommar och vinterhalvår. Värdena baseras på månadsvisa mätningar och utgör medelvärden för fyra mätplatser för Kalmar län, Rockneby, Ottenby, Risebo samt Alsjö, och 1 mätplatser för Götaland som helhet. Trendlinjer visas för perioden för Götaland sommarhalvår (streckad linje) och Götaland vinterhalvår (heldragen linje). Trendanalyserna som baserar sig på en polynomfunktion har en korrelationskoefficient för Götaland vintervärden på,7 och för Götaland sommarvärden på,. Motsvarande värden för en linjär funktion blir,5 och, för vinter och sommar värden. Beräkningarna gäller kalenderår, sommar (april-september), vinter (jan-mars, okt-dec). Undre figuren. Lufthalter av NO redovisat individuellt för Ottenby, beläget vid Ölands södra udde, och för Rockneby, beläget strax väster om Kalmar, som periodmedelvärden uppdelade på sommar- och vinterhalvår. Trendlinjer visas för Ottenby, vintertid (heldragen grå linje, årlig minskning.1 µg/m ) och för Rockneby, vintertid (streckad grå linje, årlig ökning. µg/m ). Beräkningarna gäller kalenderår, sommar (aprilseptember), vinter (jan-mars, okt-dec). 1

23 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 Ammoniak (NH ) Ammoniak har en mycket hög depositionshastighet mot mark och växtlighet, vilket gör att effekterna av utsläpp påverkar lufthalterna huvudsakligen inom korta avstånd. Detta gör att variationerna i lufthalterna av ammoniak blir mycket stora, såväl mellan olika månader och år som mellan olika platser. Det är därför svårt att göra statistik och trendanalyser av NH -halter. I Figur 1 visas, baserat på månadsmätningar, maximala månadshalter av ammoniak, under sommaren respektive vintern, som uppmätts vid någon av de fyra mätplatser som finns i Kalmar län. Halter visas endast för länet, eftersom halterna varierar kraftigt över Götaland. De årliga maximala halterna av NH som uppmätts vid någon mätplats i länet visar en tendens till att öka, i varje fall sommartid. Vintertid är mellanårsvariationen större. Värdena har de senaste åren varit relativt höga, jämfört med större delen av övriga Götaland. 8 Lufthalter. NH. Årliga maximala halter. Kalmar län Sommar Kalmar län Vinter µg/m Figur 1. Lufthalter av ammoniak för Kalmar län, som årliga maximala värden uppdelat på sommar och vinterhalvår. Värdena baseras på månadsvisa mätningar vid fyra mätplatser i länet. En trendlinje baserad på en polynomfunktion visas för sommarvärdena. Trendlinjen har en korrelationskoefficient på,78. Beräkningarna gäller kalenderår, sommar (april-september), vinter (jan-mars, okt-dec). Marknära ozon (O ) Marknära ozon är en sekundär luftförorening, som bildas nära marken genom en serie kemiska reaktioner som drivs av energin från solljuset. De viktigaste utgångsämnena för ozonbildning är kväveoxider (NO x ) och flyktiga organiska kolväten (VOC). Förekomsten av ozon i Sverige nu och i framtiden beror av flera storskaliga förändringar. Utsläpp av höga halter av ozonbildande ämnen ifrån kontinentala Europa och Storbritannien kan under vissa väderförhållanden transporteras i väl sammanhållna luftmassor till Sverige. Om det råder soligt väder under transporten och över Sverige ger detta upphov till dagar med mycket höga ozonhalter, så kallade ozonepisoder. Genom de beslut om utsläppsbegränsningar som tagits inom konventionen om långväga transporterade luftföroreningar (LRTAP) samt inom EU, förväntas frekvensen av ozonepisoder över Sverige minska i framtiden. De samlade utsläppen av flyktiga organiska kolväten från EU har minskat med mer än 5 % sedan 198, medan den andra viktiga ämnesgruppen för ozonbildning, NO x, som redan nämnts minskat i mindre utsträckning, ca %. Samtidigt sker en höjning av bakgrundshalterna av ozon över hela norra halvklotet. Orsakerna till denna höjning är antropogena utsläpp av ozonbildande ämnen som transporteras över hela norra halvklotet genom interkontinental transport. Ozon har därmed blivit ett delvis globalt problem och det har beräknats att ca en tredjedel av den ozonbildning som sker över södra Sverige beror av utsläpp av ozonbildande ämnen över Nordamerika och Sydostasien (Derwent m.fl., ). Ozonförekomsten i

24 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 södra och norra Sverige är till olika del beroende av ozonepisoder respektive bakgrundshalter och uppvisar därför lite olika trender. Ozonhalterna som medelvärde för fyra mätplatser i Kalmar län ligger ungefär i nivå med Götaland i stort, (Figur 1). 1 Lufthalter. O. 8 µg/m Götaland Sommar Götaland Vinter Kalmar län Sommar Kalmar län Vinter Figur 1. Lufthalter av ozon som medelvärde för Kalmar län och som medelvärde för Götaland, redovisat som periodmedelvärden uppdelat på sommar och vinterhalvår. Värdena baseras på månadsvisa mätningar och utgör medelvärden för fyra mätplatser i Kalmar län, Rockneby, Ottenby, Risebo samt Alsjö, och 1 mätplatser för Götaland som helhet. Trendlinjer visas för perioden för Götaland sommarhalvår (heldragen linje, ökning,1 µg/m årligen) och Götaland vinterhalvår (streckad linje, minskning. µg/m årligen). Värden för ozonhalter vintertid visas endast för perioden 1-, eftersom mätningar vid alla fyra mätplatserna finns endast för denna period. Beräkningarna gäller kalenderår, sommar (april-september), vinter (jan-mars, okt-dec). Modellering och metodutveckling för uppföljning av regionala miljökvalitetsmål Mätningarna av nedfall, markvattenkemi och lufthalter inom Krondroppsnätet är viktiga för att följa upp i vilken utsträckning nationella och internationella beslut om minskade emissioner leder till minskat nedfall samt minskade halter i luften, och om detta i så fall återspeglas i markvattenkemin. För att kunna utgöra en bas för nationell och regional miljömålsuppföljning krävs mätningar med minst den omfattning som finns i programmet 7-1. Uppföljning av nationella såväl som regionala miljökvalitetsmål kräver även kartläggningar med högre geografisk upplösning, samt ibland även kartläggning av andra indikatorer än de som mäts. Detta kan lösas med hjälp av olika typer av modellering. En annan fördel med modeller är att de kan användas för att göra jämförande studier av olika framtida trender vid olika scenarier för nedfall, skogsbruk och klimat, vilket kan utgöra ett bra underlag för beslut om framtida emissionsminskningar samt underlag för rådgivning beträffande skogsbruksmetoder. På nationell nivå har denna typ av modelleringar gjorts (t.ex. Naturvårdsverket, 7a och b, Zetterberg m.fl., ) och underlaget för de nationella modelleringarna är ofta genomförda med tillräckligt hög geografisk upplösning så att det är användbart även på regional nivå. I detta kapitel presenteras metodik och resultat från modelleringsansatser på nationell nivå och på regional nivå i Kalmar län inom miljökvalitetsmålen "Bara Naturlig Försurning" och "Ingen Övergödning", samt en beskrivning av pågående metodutveckling för miljökvalitetsmålet "Frisk Luft". För varje miljökvalitetsmål finns nationella och regionala delmål samt indikatorer. Indikatorerna

25 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 visar förändringar av parametrar som är viktiga för uppföljningen av miljökvalitetsmålen och dess delmål. Dessutom finns nationella målformuleringar för samtliga miljökvalitetsmål med avseende på vad målet bör innebära inom tidsperspektivet en generation. Samtliga modellerade parametrar som presenteras här har en direkt eller indirekt koppling till något av delmålen, indikatorerna eller generationsperspektivet för något av de tre här ovan nämnda miljökvalitetsmålen. Den regionala modelleringen är ett första försök att skala upp nationella kartläggningar relaterade till försurning och övergödning till länsnivå i samtliga län inom Krondroppsnätet. Modelleringarna ska ses som exempel på vad som kan göras och modelleringsansatserna är tänkta att utvecklas i samråd mellan IVL, Länsstyrelserna och Luftvårdsförbunden under den fyraåriga programperioden. En samordning kan även med fördel göras med de nationella modelleringsansatserna under denna period. Bara naturlig försurning Miljökvalitetsmålet "Bara naturlig försurning" lyder: "De försurande effekterna av nedfall och markanvändning skall underskrida gränsen för vad mark och vatten tål. Nedfallet av försurande ämnen skall heller inte öka korrosionshastigheten i tekniska material eller kulturföremål och byggnader." De parametrar som belyses i denna rapport beträffande "Bara naturlig försurning" presenteras i Tabell 1, liksom kopplingen till delmål, indikator eller mål inom generationsperspektivet. I flera fall kopplar parametrarna till flera olika delmål, indikatorer och generationsperspektivsformuleringar, och i de fallen omnämns de som bedöms passa bäst in på parametrarna. Tabell 1. Översikt över modellerade parametrar inom miljömålet "Bara naturlig försurning". Modellerad parameter Upp- Delmål/Indikator/Generationsperspektiv lösning Deposition av S, kommun Indikator: Nedfall av svavel nu och Deposition av N, kommun Indikator: Nedfall av kväve nu och Överskridande av kritisk belastning i skogsmark, nu och nationell, regional Generationsperspektivet: Depositionen av försurande ämnen överskrider inte den kritiska belastningen för mark och vatten Antropogent försurade sjöar nationell, Regionalt delmål: Färre försurade vatten nu och Skogsbrukets försurningspåverkan regional nationell Generationsperspektivet: Markanvändningens bidrag till försurning av mark och vatten motverkas genom att skogsbruket anpassas till växtplatsens försurningskänslighet Deposition av svavel och kväve, nu och Två av de modellerade parametrarna för miljömålet "Bara naturlig försurning" kopplar till indikatorerna nedfall av svavel och nedfall av kväve. Nedfall av svavel och kväve baseras på beräkningar med det s.k. MATCH-Sverige modellsystemet som SMHI driver på uppdrag av Naturvårdsverkets nationella miljöövervakning (Persson m.fl., ). I detta

26 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 spridningsmodellsystem anpassas de modellberäknade halterna av föroreningar i luft och nederbörd till atmosfärskemiska mätdata från de svenska och norska EMEP-stationerna samt Luft- och nederbördskemiska nätet med hjälp av s.k. Optimal Interpolation. Baserat på dessa nationella beräkningar (x km) har SMHI, i samarbete med Krondroppsnätsprogrammet, utvecklat en beräkningsmetodik med en högre geografisk upplösning (5*5 km). Depositionsdata i denna upplösning är anpassad till markanvändning och nederbörd inom respektive 5*5 km ruta. Med hjälp av oberoende mätdata från Krondroppsnätet kan ytterligare förfiningar göras av beräkningarna inom MATCH-Sverige -modellen. Data från Krondroppsnätet är därför viktiga för den kontinuerliga modellutvecklingen, dels som ett oberoende dataset att utvärdera mot, dels för att utveckla modellen med avseende på torrdeposition till skog. Kommunvis deposition har tagits fram genom att beräkna medelvärdet för de rutor som ingår i respektive kommun. Detta har gjorts för svavel och kväve för de hydrologiska åren / och /5, som för närvarande är de år där modelldata från SMHI finns tillgängliga i denna form, se Figur 1 & 15. Data finns även för tidigare år, men på grund av modellförändringar är inte dessa data direkt jämförbara. Beräkningar har även gjorts för enligt depositionsscenariot CLE, Current legislation, som är ett slags basscenario som utgår från dagens beslut om minskade utsläpp inom Europa. Beräkningarna visar en tydlig nedfallsgradient i Kalmar län med omkring 5 kg svavel och 1 kg kväve per hektar och år i Emmaboda och Torsås kommun i söder, samt kg svavel och 7 kg kväve per hektar och år i Vimmerby och Västervik kommun i norr. Enligt CLE-scenariet ska nedfallet minska till omkring,5 kg svavel och,5- kg kväve per hektar till år. Nedfallet går inte att direkt jämföra med uppmätt nedfall i Krondroppsytorna, eftersom det modellerade nedfallet är ett medelvärde för en hel kommun medan Krondroppsmätningarna gäller en specifik yta, med specifika exponeringsegenskaper. Dessutom är den modellerade depositionen ett medelvärde för de markanvändningsslag som ingår i kommunen, medan nedfallet gäller antingen skog eller öppet fält. När det gäller kväve är det även viktigt att komma ihåg att modelleringen ger totaldepositionen av kväve medan krondroppsmätningarna visar på totaldepositionen minus det som interncirkuleras i trädkronan. 5

27 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 Vimmerby Västervik Oskarshamn (kg/ha) / /5 Hultsfred (kg/ha) / /5 (kg/ha) / /5 Mönsterås (kg/ha) (kg/ha) / /5 Högsby / /5 (kg/ha) (kg/ha) Borgholm / /5 Nybro / /5 (kg/ha) (kg/ha) Mörbylånga / /5 Emmaboda Torsås / /5 Kalmar (kg/ha) / /5 (kg/ha) / /5 Figur 1. Svavelnedfall på kommunnivå under de hydrologiska åren /, /5 och år enligt CLE-scenariet, modellerat med MATCH-Sverige modellen. (kg/ha) / /5

28 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 Vimmerby Västervik Oskarshamn (kg/ha) 9 (kg/ha) 9 (kg/ha) 9 / /5 / /5 / /5 Hultsfred Mönsterås 9 9 (kg/ha) (kg/ha) (kg/ha) (kg/ha) (kg/ha) / /5 Högsby / /5 Nybro / /5 Emmaboda / /5 (kg/ha) 9 Torsås / /5 Mörbylånga Figur 15. Kvävenedfall på kommunnivå under de hydrologiska åren /, /5 och år enligt CLE-scenariet, modellerat med MATCH-Sverige modellen. (kg/ha) (kg/ha) 9 9 (kg/ha) 9 / /5 / /5 Kalmar Borgholm / /5 / /5 Överskridande av kritisk belastning för skogsmark, nu och Konceptet Kritisk belastning för försurning av skogsmark Miljömålsbeskrivningen anger att Miljökvalitetsmålet "Bara naturlig försurning" i ett generationsperspektiv bör innebära följande: "Depositionen av försurande ämnen överskrider inte den kritiska belastningen för mark och vatten." Kritisk belastning för aciditet är den maximala försurande deposition ett ekosystem tål. För att beräkna kritisk belastning krävs: att en indikator för ekosystemet identifieras, det vill säga ett djur eller en växt som används som måttstock för ekosystemet, att ett kriterium definieras för indikatorn, det vill säga en mätbar parameter som relaterar till indikatorns status, samt att en kritisk gräns sätts för kriteriet, som relaterar till vad indikatorn tål. 7

29 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 Kritisk belastning beräknas därefter som den maximalt tillåtna deposition som kan tillåtas för att kriteriet ska uppfyllas. Nationella beräkningar av kritisk belastning görs för skogsmark och sjöar. I denna rapport presenteras resultat för skogsmark. För skogsmark utgör träd indikatorn, kriteriet är kvoten mellan baskatjoner (Ca, Mg och K) och oorganiskt aluminium i markvatten i rotzonen, och den kritiska gränsen definieras som att kvoten måste vara minst 1. Det innebär att den lägsta deposition som leder till att kvoten mellan baskatjoner och oorganiskt aluminium (baserat på enheten mol) underskrider 1 är den kritiska belastningen för aciditet. Det är viktigt att komma ihåg att överskridandet av den kritiska belastningen beräknat på detta sätt enbart visar på huruvida nedfallet är högre än vad den valda indikatorn, i detta fall, trädet, tål på lång sikt. Olika ekosystem och olika indikatorer kan tåla olika mycket. Metodiken finns utförligt beskriven i den fördjupade utvärderingen av miljökvalitetsmålet "Bara naturlig försurning" (Naturvårdsverket, 7b). Beskrivning av beräkningsmodellen Överskridande av kritisk belastning för aciditet (försurning) i skogsmark har beräknats i nationell skala (Naturvårdsverket, 7b), på 1 1 ytor inom Riksinventeringen för skog (RIS) med PROFILE-modellen (Sverdrup & Warfvinge, 199). PROFILE-modellen är en statisk modell, vilket innebär att kritisk belastning beräknas utifrån nuvarande nedfall, och ingen försurningshistorik finns därmed med. Den säger heller inget om när negativa effekter kommer att uppstå om den kritiska belastningen överskrids, eller om markerna återhämtar sig helt och hur lång tid det i så fall tar i områden där den kritiska belastningen inte överskrids. För att kunna göra denna typ av bedömningar krävs dynamiska markmodeller, t.ex. ForSAFE-VEG (Wallman, m.fl.,, Belyazid, m.fl., ), där depositionshistoriken är indata i modellen och modellresultatet visar på tidsutvecklingen i framtiden. Dessa modeller kräver mer indata, men körningar med de enklare modellerna kan med fördel kompletteras med körningar med dynamiska modeller på ett begränsat antal ytor, för att få en mer fullständig bild av försurningsläget. Beräkningarna med PROFILE har gjorts med antagandet att enbart stammar skördas, inte grenar och toppar. Inför den fördjupade utvärderingen 7 gjordes en noggrann genomgång av metodiken. En viktig förändring, jämfört med tidigare års beräkningar, var att ett rotviktat medelvärde för kvoten mellan baskatjoner och oorganiskt aluminium användes, i stället för att som tidigare använda den lägsta kvoten oavsett jordlager. Detta medför att den kritiska belastningen idag beräknas vara högre, och överskridandet lägre, jämfört med tidigare beräkningar. Många ytor har ett nedfall som är nära den kritiska belastningen, och små förändringar i beräkningarna kan därmed leda till stora skillnader i bedömningen av andelen ytor som överskrids. Resultat för Sverige och Kalmar län Med den reviderade beräkningsmetodiken visar resultaten att nationellt överskrids den kritiska belastningen på 1 % av skogmarken baserat på medeldepositionen för -5. År, enligt CLE-scenariet, överskrids den kritiska belastningen enbart på 1 % av skogsmarken. I södra Sverige finns fler ytor med överskridande än i norra Sverige (Figur 1). I Kalmar län, där 55 ytor modellerats, överskrids den kritiska belastningen på 5 % av skogsmarken, vilket är mer än genomsnittet för landet. Överskridandet är relativt jämnt spritt över länet. År överskrids den kritiska belastningen enbart på, % av skogsmarken i länet, enligt CLE-scenariet. 8

30 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 Figur 1. Överskridande av kritisk belastning i skogsmark i Sverige på ytor inom Riksinventeringen för skog (RIS). Antropogent försurade sjöar nu och Enligt Naturvårdsverkets bedömningsgrunder (Naturvårdsverket, 8) är sjöar antropogent försurade om deras ph-värde minskat med minst, enheter sedan förindustriell tid. Detta kan bedömas med hjälp av MAGIC-modellen (Cosby, m.fl., 1) eller med MAGIC-biblioteket ( som baseras på befintliga modelleringar med MAGIC-modellen på några hundra sjöar i Sverige. För detta krävs sjökemidata från någon tidpunkt, t.ex. från en Riksinventering. Bedömningar har gjorts för 7 samt för CLE-scenariet för. Målåret för delmålet är 1, men här valdes att presentera resultat för för att täcka in en längre tidsperiod. Resultatet för Sverige och Kalmar län visas i Figur 17. Figuren visar resultat från modelleringar med MAGIC samt från bedömningar med MAGIC-biblioteket baserat på provtagningar från två Riksinventeringar, och 5. I de fall där en sjö provtagits i båda Riksinventeringarna har resultat från den senaste använts i kartan. En skillnad mellan Riksinventeringarna är att i Riksinventeringen 5 ingår sjöar som är större än 1 ha, medan i Riksinventeringen ingår endast sjöar som är större än ha. Sjökemin är starkt beroende av årets hydrologiska förhållanden, vilket påverkar försurningsbedömningen, så skillnader i resultaten kan delvis bero på det. I Sverige finns totalt 81 sjöar som är modellerade med MAGIC-modellen, som är bedömda med MAGIC-biblioteket enligt Riksinventeringen och 87 enligt Riksinventeringen 5. 9

31 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 Andelen antropogent försurade sjöar år 7 beräknades till, % vid bedömningen som baseras på Riksinventeringen och, % vid bedömningen som baseras på Riksinventeringen 5. Motsvarande andelar år bedöms bli något lägre,,8 % respektive,9 %. Andelen sjöar med större ph-förändring än, är störst i sydvästra Sverige och avtar snabbt åt nordost. I ett av de regionala delmålen för Kalmar län i Bara naturlig försurning ingår följande formulering: "År 1 är högst 1 procent av antalet sjöar, större än 1 hektar, och högst procent av den totala sjöytan samt högst 15 procent av alla sträckor rinnande vatten inom varje avrinningsområde i Kalmar län, försurade på grund av människan." I Kalmar län finns sjöar som är modellerade med MAGIC-modellen, 1 som är bedömda med MAGIC-biblioteket enligt Riksinventeringen och 75 enligt Riksinventeringen 5. Andelen försurade sjöar i Kalmar län beräknades dels baserat på bedömningar med MAGIC-biblioteket enligt Riksinventeringen och dels enligt Riksinventeringen 5. Eftersom inte alla sjöar i länet är bedömda har en viktning gjorts, där varje bedömd sjö har viktats med avseende på hur många av länets sjöar den kan antas representera. Andelen antropogent försurade sjöar i Kalmar län år 7 beräknades till 1 % baserat på Riksinventeringen och 18 % baserat på Riksinventeringen 5, vilket överskrider gränsen för delmålet på 1 %. År beräknades antalet försurade sjöar vara 1 % för Riksinventeringen och 17 % för Riksinventeringen 5. Fördelningen av försurade sjöar är relativt jämn över länet. Figur 17. ph-förändring sedan förindustriell tid (dph) i sjöar 7 och (enligt CLE-scenariet), baserat på MAGIC. Fyrkanterna är sjöar modellerade med MAGIC-modellen, medan cirklarna är sjöar inom Riksinventeringarna som är bedömda enligt MAGIC-biblioteket, d.v.s. sjöar som inte är modellerade, utan jämförda med liknande modellerade sjöar. I de fall där en sjö är bedömd både baserat på Riksinventeringen och Riksinventeringen 5 är det den senare som använts i kartan.

32 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 Skogsbrukets försurningspåverkan När skogen tar upp näringsämnen från marken, främst i form av positivt laddade joner, sker en tillförsel av vätejoner till marken. Detta innebär att marken försuras kontinuerligt medan trädet växer. I naturliga system, där ingen biomassa skördas, sker så småningom nedbrytning av biomassan som leder till neutralisering av syran som orsakades av tillväxten. Vid skörd av stammar, och ibland även av grenar, toppar, barr och stubbar, blir däremot försurningen bestående. Miljömålsbeskrivningen anger att Miljökvalitetsmålet "Bara naturlig försurning" i ett generationsperspektiv bör innebära att "Markanvändningens bidrag till försurning av mark och vatten motverkas genom att skogsbruket anpassas till växtplatsens försurningskänslighet". Inom den fördjupade utvärderingen för miljömålet "Bara naturlig försurning" (Naturvårdsverket, 7b) har skogsbrukets bidrag till försurningen kvantifierats och jämförts med bidraget från försurande nedfall. Detta gjordes på drygt 1 gran- och tallytor inom Riksinventeringen för skog (RIS). Enbart kvävenedfallet som inte tas upp av skogsekosystemet, utan lakas ut, antogs vara försurande. Beräkningarna visar att skogsbrukets bidrag vanligtvis är mellan och 7 %. Den högre siffran gäller då inte bara stam utan även grenar och toppar skördas, vilket leder till större baskatjonförluster. Både depositionen och skogsbruket försurar mer i söder än i norr, eftersom både nedfallet och tillväxten är högre i söder. Skogsbrukets bidrag är störst i sydost, där tillväxten är hög och nedfallet lägre än i sydväst. Syntes av försurningsparametrarna Kartläggningen av antropogent försurade sjöar i Sverige visar en tydlig gradient med störst andel försurade sjöar i sydväst. Överskridande av kritisk belastning i skogsmark visar att det generellt finns större areal med överskridande i södra halvan av Sverige än i norra halvan, men den östvästliga gradient som finns för sjöar i södra Sverige finns inte för skogsmark. Tvärtom finns färre ytor med överskridande av kritisk belastning för skogsmark i Halland och f.d. Göteborgs och Bohus län än i de centrala och östra delarna av Götaland. Beräkningarna för Kalmar län visar att den kritiska belastningen för skogsmark överskrids på en avsevärd andel av skogen i länet med nuvarande deposition, men att om nedfallet sjunker enligt beräkningar med CLE-scenariet kommer det i princip inte att finnas något överskridande längre. Andelen försurade sjöar var enligt beräkningarna över gränsen i delmålet år 7, och även var andelen i nivå med, eller högre än delmålet, vilket tyder på ett kvarstående försurningsproblem. Vid tolkning av resultaten för skog och sjöar är det viktigt att notera att beräkningarna för skog och sjöar skiljer sig åt konceptuellt, framför allt i tre avseenden: Beräkningarna för skog avser framtida risker, om det försurande nedfallet antas vara konstant på nuvarande nivå eller nivån för, medan beräkningarna för sjöar avser läget vid en specifik tidpunkt, nu eller. Beräkningarna för skog gäller rotzonen, men vid beräkningarna för sjöar har även djupare jordlager stor betydelse. Beräkningarna för skog baseras på kvoten mellan baskatjoner och aluminium i rotzonen medan beräkningarna för sjöar gäller en ph-förändring i sjön. Även om resultaten inte är direkt jämförbara på grund av olikheterna i antagandena ovan är det intressant att studera resultaten tillsammans, och en grundligare jämförelse bör därför göras. Havssaltsdepositionen, som avtar snabbt i storlek med avståndet från havet, har en direkt påverkan på kriteriet för skogsmark, kvoten mellan baskatjoner och oorganiskt aluminium i markvatten, och kan påverka ytliga jordlager (rotzonen), djupare jordlager och ytvatten på olika sätt. Denna effekt bör utredas närmre. Resultaten för sjöar och mark bör även jämföras med kritisk belastning för 1

33 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 sjöar samt mätningar av tillståndet idag, t.ex. markvattenkemi från Krondroppsnätet och markkemi från Riksinventeringen för skog, för att öka förståelsen för kopplingen mellan försurning av mark och vatten. Skogsbrukets bidrag till försurningen är påtagligt och det är viktigt att ha en helhetssyn när det gäller försurningsfrågan, som både inkluderar luftföroreningar och skogsbruk. Ingen övergödning Miljökvalitetsmålet "Ingen övergödning" lyder: "Halterna av gödande ämnen i mark och vatten skall inte ha någon negativ inverkan på människors hälsa, förutsättningar för biologisk mångfald eller möjligheterna till allsidig användning av mark och vatten." Risken med förhöjd kvävebelastning kan delas upp i två delar, risken för förändringar i markvegetationens sammansättning och biodiversitet samt risken för förhöjd utlakning av kväve till yt- och grundvatten. Påverkan på markvegetationen sker vid en lägre deposition jämfört med risken för förhöjd utlakning. I delar av Sverige där nedfallet varit förhållandevis låg är kväveriskerna främst kopplade till markvegetationens sammansättning och biodiversitet, medan fokus i de sydvästliga delarna av Sverige är på risken för utlakning, eftersom dessa delar under en lång tid har haft en hög deposition och förändringar av markvegetationen har därför i många fall redan skett. De parametrar som belyses i denna rapport beträffande "Ingen övergödning" presenteras i Tabell, liksom kopplingen till delmål, indikator eller mål inom generationsperspektivet. Tabell. Översikt över modellerade parametrar inom miljömålet "Ingen övergödning". Modellerad parameter Upplösning Delmål/Indikator/Generationsperspektiv Deposition av N, kommun Indikator: Tillförsel av kväve till kusten nu och Kväveackumulering nationell, regional Indikator: Tillförsel av kväve till kusten Generationsperspektivet: Skogsmark har ett näringstillstånd som bidrar till att bevara den naturliga artsammansättningen. Deposition av kväve, nu och Hög kvävedeposition kan bidra till övergödning av haven, dels genom direkt deposition på sjöar och hav, dels genom avrinning från marken. Kvävedeposition är därför en viktig del vid uppföljning av indikatorn Tillförsel av kväve till kusten. Depositionen av kväve på kommunnivå presenterats under "Bara naturlig försurning" (Figur 15), och kommenteras där. Kväveackumulering Kväveackumulering i skogsmark kan utgöra en viktig del vid uppföljning av indikatorn Tillförsel av kväve till kusten och kopplar även till formuleringen att skogsmarken i ett generationsperspektiv ska ha "ett näringstillstånd som bidrar till att bevara den naturliga artsammansättningen". Kväveackumulering innebär en risk för förändringar i vegetationens sammansättning och hög kväveackumulering innebär även en risk för förhöjd utlakning av kväve till ytvatten. Eftersom skogmark täcker så stor del av landytan i Sverige skulle en förhöjd utlakning kunna bidra påtagligt till kvävetillförseln till kusten. Kväveackumulering i skogsekosystemet kan beräknas som flöde in i systemet minus flöde ut ur systemet (Akselsson & Westling, 5). Interncirkulationen av kväve i

34 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 systemet, det vill säga utbyte mellan mark och vegetation, räknas inte med i denna typ av massbalans, utan endast det kväve som tillförs till systemet eller bortförs från systemet. Formeln som använts i beräkningarna som presenteras här, och som gäller väldränerad skogsmark, lyder: Ackumulering = Nedfall + Fixering - Utlakning - Skördeförluster Denitrifikationen har försummats i och med att beräkningarna gäller enbart väldränerad skogsmark. Beräkningar har gjorts för ytor inom Riksinventeringen för skog (RIS) och resultatet har därefter interpolerats till rutor på 5*5 km. Figur 18 visar kväveackumulering i granskog vid stamuttag, baserat på 5 granytor inom Riksinventeringen för skog (RIS) i Sverige. Figur 18. Kväveackumulering i granskog i Sverige och i Kalmar län. Färgade områden är alla typer av skogsmark medan vita områden är mark med annan markanvändning. Kväveupplagringen som anges gäller enbart granskog. Kväveackumuleringen är högst i sydvästra Sverige, där kvävenedfallet är störst, och uppgår till som högst 1 kg per hektar och år i delar av Skåne och Halland. I norra delarna av Sverige är ackumuleringen generellt låg, på många håll under kg per hektar och år. I Kalmar län varierar kväveackumleringen mellan drygt och drygt 7 kg per hektar och år. Risken för förhöjd utlakning av kväve från skogsmark är svårbedömd, men avsevärt mindre än i de sydvästligaste delarna av Sverige.

35 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 Halten av nitratkväve i markvatten är generellt mycket låg i skogsmark, ofta under detektionsgränsen, mg/l, men i sydvästra Götaland finns flera exempel inom Krondroppsnätet på hög frekvens av kraftigt förhöjda halter i markvattnet (Figur 19). I övriga delar av Götaland, samt delar av Svealand, finns fler exempel på halter över detektionsgränsen än i norra Sverige, men förhöjningarna är vanligtvis mycket små. I Figur 19 visas två exempel på tidsserier med nitrathalter i markvatten i Sverige. En av ytorna med hög frekvens av kraftigt förhöjda halter, Vallåsen, har valts i södra Sverige och en yta med generellt mycket låga halter, Högbränna, har valts i norra Sverige. Kvävenedfallet och kväveackumuleringen i Kalmar län är relativt högt, men lägre än i sydvästra Sverige. Nitratkvävehalterna i de fyra aktiva ytorna har vid flertalet mätningar varit mycket låga, ofta under, mg/l, vilket är det vanliga i växande skog i Sverige. Vid några tillfällen finns dock förhöjningar, som visar på att träden vid dessa tillfällen inte tagit upp allt kväve. I Alsjö finns två förhöjningar i tidsserien, omkring årsskiftet 1998 ( mg/l) samt under 1 (nästan mg/l), Figur. Detta kan tyda på att marken är nära kvävemättnad i detta bestånd. I Ottenby var halten kraftigt förhöjd under en period , men halten har därefter varit låg igen (Figur 1). I Risebo finns en mindre förhöjning under 5 (,5 mg/l), vilken skulle kunna bero på effekter av stormen Gudrun, Figur. Stormskador kan leda till liknande effekter som vid avverkning, då kväveupptaget minskar kraftigt vilket leder till en förhöjning av nitrathalten i markvatten under några år. Effekten blir kraftigare ju högre kvävebelastningen är i området. Även om inga träd fallit i Risebo kan rötterna ha påverkats och ha lett till den mindre förhöjning av nitratkväve som har uppmätts. I Rockneby har halten som högst varit,1 mg/l, vid två tillfällen. Högbränna, näst nordligaste ytan i Västerbottens län (max, mg/l) Nitratkväve (mg/l) Vallåsen, längst i söder i Halland (max 5, mg/l). Nitratkväve (mg/l) Figur 19. Medianvärde för nitratkväve i markvatten de tre senaste hydrologiska åren i Krondroppsnätets skogsytor, förutom de som är kraftigt stormdrabbade och därmed har störd kvävestatus på grund av det (t.v.) och tidsutvecklingen för nitratkväve i markvatten i en yta i norr, Högbränna och en längst i söder, Vallåsen (t.h.).

36 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B Nitratkväve (mg/l) Figur. Nitratkväve i markvatten i Alsjö. Nitratkväve (mg/l) Figur 1. Nitratkväve i markvatten i Ottenby. Nitratkväve (mg/l) Figur. Nitratkväve i markvatten i Risebo. Frisk luft Miljökvalitetsmålet Frisk luft lyder: Luften skall vara så ren att människors hälsa samt djur, växter och kulturvärden inte skadas. Utifrån ovanstående definition av miljömålet har man satt upp delmål och långsiktiga mål för olika lufthalter. Ett urval av dessa visas i Tabell. 5

37 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 Tabell. Miljökvalitetsmålet Frisk Luft. Ett urval av dess delmål och långsiktiga mål samt föreslagna förändringar. Mål som grundar sig på maximala timvärden har utelämnats. Ämne Delmål Regeringens Föreslagna förändringar, ännu ej beslutade Svaveldioxid Kvävedioxid Marknära ozon Halten 5 µg/m som årsmedelvärde skall vara uppnådd för samtliga kommuner 5 Halten µg/m som årsmedelvärde för kvävedioxid skall i huvudsak underskridas år 1 Halten marknära ozon skall inte överskrida 1 µg/m som 8-timmarsmedelvärde år 1. långsiktiga mål Halterna som inte bör överskridas är 7 µg/m som 8-timmars medelvärde och 5 µg/m som medelvärde för sommarhalvåret Målet föreslås utgå eftersom det är uppnått. Som reviderat delmål förslås att det maximala 8-timmarsmedelvärdet inte skall överstiga 1 µg/m mer än 5 dagar årligen som medelvärde under tre år. Målvärdet för sommarhalvåret föreslås utgå. Som nytt delmål för att skydda växtligheten föreslås AOT aprilseptember, µg/m timmar som medelvärde under fem år. Det finns även delmål och långsiktiga mål för olika lufthalter inom Miljökvalitetsnormerna, varav de halter som bör uppnås för ozon nära marken visas i Tabell. Vad gäller kväveoxider anges att i områden som ligger minst km från en storstad alternativt 5 km från annan bebyggelse, industrianläggning eller motorväg får årsmedelvärdet inte överskrida µg/m. Svaveldioxid får i dessa områden inte överskrida µg/m, varken som års- eller vintermedelvärde. Tabell. Målvärden för ozon som inte bör överskridas enligt Miljökvalitetsnormen. SFS 7:771 Förordning (1:57) om miljökvalitetsnormer för utomhusluft. Målvärde för 1 Målvärde för Hälsa Vegetationen Hälsa Vegetationen Max 8-timmarsmedelvärde <1 µg/m * AOT, <18 µg/m timmar, medelvärde under 5 år ** Max 8-timmarsmedelvärde <1 µg/m * AOT, < µg/m timmar * ** * värdet får ej överskridas ** Accumulated exposure Over a Threshold ppb". Beräknas utifrån timvärden från maj till juli, mellan kl 8 och kl mellaneuropeisk tid dagligen. Från varje timvärde subtraheras 8 µg/m. Om resultatet är > så ackumuleras detta värde. AOT uttrycks som µg/m -timmar. Det framgår av Figurerna 1, 11 & 1 att de lufthalter som ligger i närheten av eller över befintliga målvärden är de för marknära ozon. I nedanstående text redovisas hur de månadsmedelvärden för ozonhalter som mäts inom Krondroppsnätet kan användas för att utvärdera överskridande av vissa målvärden för ozon.

38 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 Beräkningar av målvärden för ozon utifrån månadsmedelvärden för koncentration Koncentrationen av ozon i luften nära marken vid en viss plats och vid en viss tidpunkt i landsbygdsmiljö är beroende av flera olika processer, varav de viktigaste är de storskaliga utsläppen av ozonbildande ämnen, den storskaliga meteorologin över Europa samt den lokala meteorologin vid mätplatsen. Den lokala meteorologin påverkar depositionen av ozon mot mark och vatten, såväl som den vertikala transporten av ozon från högre liggande luftlager mot luftlagren närmast marken. Ozonhalterna i luften nära marken i kustnära områden är vanligtvis relativt höga därför att nertransporten av ozon från högre liggande luftlager är effektiv på grund av mycket vind, samtidigt som depositionen av ozon mot vattenytor är relativt låg. När luftmassorna kommer in över land ökar depositionen på grund av att depositionshastigheten mot mark och växtlighet är avsevärt högre jämfört med den mot vatten. Under dagtid är nertransporten från högre liggande luftlager fortfarande hög, vilket gör att ozonhalterna förblir relativt höga. Nattetid minskar emellertid nertransporten av ozon kraftigt i samband med lufttemperaturinversioner och medföljande stabilisering av luftlagren. Resultatet kan bli att ozonhalterna blir mycket låga nattetid för topografiskt lågt liggande platser i inlandet. Dessa förlopp illustreras med en sekvens av ozonmätningar på timbasis med instrument från tre platser i Västsverige, Figur. 8 Brobacka Östad Råö Brobacka, m a.s.l ppb 1-sep 1-sep 1-sep 15-sep Östad, m a.s.l. Råö, 1 m a.s.l. 8 km Figur. En sekvens med mätningar av ozonhalter med instrument vid tre olika platser i Västsverige som timmedelvärden under tre dagar med högtrycksbetonat väder i september. Råö är en permanent mätplats inom EMEPs nätverk, belägen ca km söder om Göteborg precis vid kusten. Östads Säteri är en mätplats som drivs av IVL Svenska Miljöinstitutet och Göteborgs Universitet, belägen topografiskt lågt i landskapet, ca 5 km nordost om Göteborg. Brobacka är en tillfällig mätplats, belägen på toppen av ett berg, högt över omgivande landskap, ca 8 km nordost om Östads Säteri. a.s.l. betecknar höjd över havet Baserat på ovan beskrivna processer har ozonförekomsten vid olika platser i landskapet delats upp i fyra olika kategorier, Tabell 5 7

39 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 Tabell 5. Definition av fyra olika kategorier av mätlokaler för marknära ozon. Modifierad från Karlsson m.fl.,. Benämning Representerar Skillnad i ozonhalter mellan dag och natt Låglänta Mätlokaler som ej är belägna utpräglat Stor högt över omgivande landskap. Kustnära Mätlokaler belägna mycket nära kusten. Relativt liten Hög Höglänta Mätlokaler belägna utpräglat högt över Relativt liten Hög angränsande landskap. Nordliga och öar Alla mätlokaler belägna i Norrland samt öar. Mycket liten Låg Frekvens överskridanden av målvärden Låg I en studie finansierad av Naturvårdsverkets miljöövervakningsenhet har IVL Svenska Miljöinstitutet utvecklat en metod för att med hjälp av månadsmedelhalter för ozon (uppmätta t.ex. med passiva provtagare) kunna kartlägga eventuella överskridande av olika målvärden i landsbygdsmiljö (Pihl Karlsson & Karlsson, 5). En god korrelation erhölls mellan månadsmedelvärden och AOT, det ozonindex som används till skydd för växtligheten, för platser i landsbygdsmiljö, under förutsättning att berörda platser kunde hänföras till olika geografiska/topografiska kategorier (Figur ). Korrelationerna mellan månadsmedelvärden och maximalt 8-timmarsmedelvärde var sämre. Detta beror på att en enda ozonepisod under mätperioden är tillräckligt för att ge ett högt värde för detta ozonindex. Om gränsvärdet för det maximala 8-timmarmedelvärdet sänks från 1 till 1 µg/m kommer det att bli lättare att beräkna överskridanden av maximalt 8-timmars medelvärde från månadsmedelvärden för ozonhalt. Den huvudsakliga svårigheten med den utvecklade metodiken är att avgöra till vilken kategori en viss mätplats skall hänföras, t.ex. beroende på lokal topografi. Emellertid finns det en stark samvariation mellan dygnsvariationen för ozonhalter och dygnsvariationen för lufttemperatur. Detta beror på att båda påverkas av luftens stabilitet. Mätningar av lufttemperaturen med timupplösning vid mätplatserna för ozon skulle väsentligt kunna bidra med information för att avgöra kategoritillhörighet för en viss mätplats. Dessa givare är relativt billiga och kan sitta ute hela sommarhalvåret utan tillsyn. Möjligheterna att göra en yttäckande bedömning av överskridanden av målvärden för ozon utifrån det som beskrivits ovan är för närvarande under utveckling, finansierat av ett flertal Länsstyrelser i södra Sverige. 8

40 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 AOT (ppb h) AOT (ppb h) AOT (ppb h) Kat. 1. Kat. Kat Månadsmedelvärde (ppb) Figur. Samband mellan månadsmedelhalter och AOT dagtid månadsvis för månaderna maj-juli för lokaler i landsbygdsmiljö, uppdelade i olika kategorier. Kat. 1, Platser belägna topografiskt lågt i inlandet; Kat., Platser belägna kustnära eller topografiskt högt i inlandet; Kat., Platser belägna i norra Sverige alternativt på små öar långt från land. En ppb motsvarar ca µg/m. Beräknade överskridanden av målvärden för ozon i Kalmar län Ottenby har antagits att såsom en kustnära plats tillhöra kategori (se Figur samt tabell 5), d.v.s. vara en plats med relativt hög ozonbildning under dagen samt en låg frekvens av nattliga temperaturinversioner och att dygnvariationen i ozonhalter är relativt liten. För övriga mätplatser har vi en begränsad information om det lokala topografiska läget. Tills vidare har vi antagit att de inte har ett topografiskt skyddat läge i landskapet och att de därmed också tillhör kategori. Jämförelser görs med EMEPs mätstation vid Norra Kvill, på gränsen mellan Småland och Östergötland. Denna mätplats ligger mycket högt i landskapet och tillhör definitivt kategori. Den metod som används för att beräkna AOT ur månadsvärden är en förenkling. Bland annat tar den inte hänsyn till mellanårsvariationer vad gäller vädret. Sommaren 7 var relativt regnig och blåsig. Detta gjorde att uppkomsten av nattliga temperaturinversioner var mindre frekvent än normalt vilket i sin tur medförde att dygnsvariationen i ozonhalter var mindre än normalt. Därför presenterar vi inte beräknade AOT-värden för enskilda år utan i görligaste mån som medelvärden för de senaste fem åren. 9

41 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 I tabell kan man se att de AOT-värden som beräknats för Norra Kvill med den statistiska metoden stämmer relativt väl med den AOT som beräknats direkt från uppmätta timmedelvärden för ozon som medelvärde för -7. Som medelvärde för de senaste fem åren överskrider de uppmätta och beräknade värdena för Alsjö och Ottenby såväl det målvärde för AOT maj-juli som anges inom Miljökvalitetsnormerna från år, µg/m, som det målvärde som finns inom det svenska miljömålet Frisk Luft som skall gälla från, d.v.s. att sommarhalvårsmedelhalten skall understiga 5 µg/m. Vid Risebo och Rockneby är ozonförekomsten betydligt lägre och målvärdet inom Miljökvalitetsnormen överskrids inte som medelvärde för de senaste fem åren. Målvärdet inom Frisk Luft överskrids inte vid Risebo men överskrids vid Rockneby. Tabell. Beräknade resultat för de senaste fem åren (-7): Namn Kategori AOT Maj-Jul Medelvärde Apr-Sept µg/m h * µg/m Ottenby/Mörbylånga (H 1 A) ** II 8. Rockneby/Kalmar (H B) I Risebo/Västervik (H 1 A) I Alsjö/Emmaboda (H A) *** I Norra Kvill (EMEP-station) **** II Norra Kvill (EMEP-station) **** - II 117 beräknad från medelvärden * ljusa timmar beräknat mellan 8- CET. ** Ottenby, ej 7 *** Alsjö, ej 7 **** Norra Kvill, ej 5 Kväve i skog - brist eller överskott? Krondroppsnätet under år - från svavel till kväve I mitten av 198-talet, när mätningarna inom Krondroppsnätet startade, var det främst försurning orsakad av svavelnedfall som sågs som det stora problemet kopplat till luftföroreningar. Sedan dess har svavelnedfallet minskat kraftigt. För kväve syns däremot inte motsvarande minskning. Svavelnedfallet minskades effektivt genom åtgärder mot punktutsläpp, medan kväveutsläppen som är mer diffusa, exempelvis från trafik och jordbruk, kan visa sig vara svårare att komma åt. Svårigheterna att minska kvävenedfallet, samt kvävets centrala roll inom flera olika miljökvalitetsmål, har gjort att fokus på senare år har flyttat från svavel till kväve. Kväve, skog och miljökvalitetsmålen Kväve har länge varit centralt inom skogsbruket, eftersom bristen på kväve generellt sett begränsar tillväxten och därmed produktionen. Kvävecykeln i skogsmark spelar en viktig roll i flera av miljökvalitetsmålen: Ingen övergödning, Bara naturlig försurning, Begränsad klimatpåverkan, Grundvatten av god kvalitet, Levande skogar, Levande sjöar och vattendrag samt Myllrande våtmarker. Relativt låga doser av kväve påverkar markvegetationens sammansättning i skog och myr (Levande skogar, Ingen övergödning, Myllrande våtmarker) enligt studier i skogsmark i norra Sverige, där kvävenedfallet är nära bakgrundsnivån (Nordin m.fl., 5) samt enligt studier på myrar (Gunnarsson m.fl., ). I områden mer exponerade för kväve är det största problemet risken för höga halter i yt- och grundvatten, utlakning, försurning och övergödning (Ingen övergödning, Grundvatten av god kvalitet, Bara

42 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 Naturlig Försurning, Levande sjöar och vattendrag). Kväve och kol är nära sammanlänkat i allt organiskt material, och kvävecykeln påverkar därmed kolinbindningen, samt även avgången av växthusgaser (Begränsad klimatpåverkan). Var ligger forskningsfronten idag? Skogen är generellt kvävebegränsad och skogsekosystemet har stor kapacitet att ta upp tillgängligt kväve. I en kvävebegränsad skog sker kväveutlakning i oorganisk form, i stort sett enbart i hyggesfasen. Hög kvävebelastning under lång tid innebär dock att ekosystemets förmåga att binda kväve kan överskridas, vilket är vanligt förekommande bland annat i stora delar av Europa (Gundersen m.fl., 1998). I Sverige är det tydligt att det är vanligare med förhöjda nitrathalter i markvattnet i växande skog i sydvästra Sverige än i norra Sverige, vilket kan vara ett tecken på att marken är nära kvävemättnad. Vidare är kväveutlakningen av oorganiskt kväve från hyggen i områden med hög kvävebelastning betydligt mer omfattande än i mindre kvävebelastade områden, vilket också är ett tecken på hög kvävestatus i marken. Kvävet som ackumulerats i skogsmark, främst i sydvästra Sverige, kan ses som en "kvävebomb", som om det frigörs och läcker ut kommer att innebära både övergödning och försurning (Galloway, 1995). Det finns fortfarande många frågetecken vad gäller om och när skogsmarkens förmåga att ta hand om kvävet överskrids. Inom Naturvårdsverkets forskningsprogram SCARP, Swedish Clean Air Research Programme ( finns ett delprogram om ekosystemeffekter där fokus ligger på effekter av kväve i form av förhöjd utlakning samt förändring av markvegetationens sammansättning. I delprogrammet är målet att förbättra befintliga ekosystemmodeller med avseende på kväveprocesserna, baserat på resultat från experiment och miljöövervakning. Markvegetationens och mikroorganismernas upptag av kväve är exempel på processer som bör förbättras i modellerna. Modellerna kan användas för att förutspå risken för utlakning och markvegetationsförändringar vid olika scenarier för nedfall, skogsbruk och klimat. Detta är viktigt underlag i arbetet med att minska utsläppen, samt även som underlag för rådgivning inom skogsbruket, exempelvis beträffande kvävegödsling, uttag av avverkningsrester samt anläggning av skärmställningar (15- träd per hektar som får stå kvar efter avverkning med huvudsyftet att förbättra förhållandena för föryngring). I arbetet med modellutveckling är tillgång till data från experiment och miljöövervakning ovärderlig. Kvävedeposition och halter i markvatten som underlag vid miljömålsuppföljning Nedfall av kväve är en av indikatorerna för miljömålet Bara naturlig försurning. Hittills har data från öppet fält använts, då krondroppsdata för kväve inte visar den totala depositionen till skog eftersom kväve till viss del interncirkuleras i träden. Eftersom antalet stationer i öppet fält reducerats kraftigt under senare år kan det dock bli aktuellt att använda krondroppsdata som korrigerats för intercirkuleringen av kväve genom de metoder som finns för detta. Kväveutsläppen har inte minskat i alls samma utsträckning som svavelutsläppen, och detta syns tydligt även i depositionstrenderna. Små variationer i utsläpp och relativt stora variationer i nederbörd mellan åren gör att det är svårt att hitta trender som beror på faktiska minskningar i utsläpp. En ytterligare försvårande faktor är att koncentrationen av kväve kan påverkas av olika typer av kontaminering. Orsaken till kontaminering kan vara allt från fågelträck, pollen och insekter till mänskligt sabotage i form av exempelvis urin och snus. Denna typ av påverkan ger oftast tydligt utslag i resultaten och dessa korrigeras då alltid till en så korrekt nivå som möjligt. Allt detta gör att kvävetrender bör tolkas med försiktighet, och att det krävs många år med mätningar för att kunna fastställa en trend avseende halter eller deposition. Vi avser att, om möjlighet finns, sammanställa de 1

43 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 emissionsdata, modelleringar och mätdata, både internationellt och nationellt som finns för att se på trender för kväveemissioner samt kvävenedfall. Detta arbete kommer då att presenteras på vår nya hemsida. Det finns ett antal modeller och experiment som används för att bedöma risken för kväveutlakning från skogsmark. Det är dock mycket viktigt att även följa utvecklingen i skogsbestånd i olika delar av Sverige. Markvattenmätningarna inom Krondroppsnätet utgör ett värdefullt underlag, med tidsserier på upp till två decennier på ett stort antal ytor runtom i Sverige. En ökad frekvens av förhöjda nitrathalter i markvatten, som är vanligt förekommande framför allt i sydvästra Sverige där kvävebelastningen är som högst, kan ses som ett tecken på att skogsmarken inte alltid kan utnyttja allt kväve. Trenderna av nitratkväve i markvatten i skogsmark kan användas som ett underlag vid miljömålsuppföljningen för Ingen övergödning, indikatorn Tillförsel av kväve till kusten. Klimatförändringar - hur påverkar det nedfall av luftföroreningar och markvattenkemi? Det står klart från både modelleringsansatser och analyser av meteorologiska mätningar att klimatet i Sverige håller på att förändras. En rapport från SMHI (SMHI, ) visar att det under de senaste 15 åren har blivit ett varmare och blötare klimat, jämfört med ett medelvärde för perioden Över året är temperaturökningen närmare en grad och nederbördsökningen 7 %. Det finns skillnader både mellan landsdelar och mellan årstider. Temperaturökningen vintertid är störst i norra Sverige medan den under vår och sommar är störst i södra Sverige. Nederbördsökningen vintertid är störst i västra och norra Sverige. Sommartid ökar nederbörden i nästan hela Sverige, medan nederbörden under vår och höst har minskat på vissa ställen i landet. Krondroppsnätets mätningar av nederbörden över öppet fält kan bidra med information om nederbördsförändringar. Vid Västra Torup i norra Skåne har nederbörden t ex ökat med ca % under de senaste 18 åren. För att beräkna framtida klimatförändringar har FN s klimatpanel, IPCC, lagt fram ett antal framtida utsläppscenarier för växthusgaser baserat på antaganden om den tekniska, ekonomiska och sociala utvecklingen (se beskrivning i Bernes, ). Man har i huvudsak lagt fram fyra olika scenarier, som skiljer sig i två avseenden. Scenarierna som kallas A strävar i huvudsak efter ekonomisk tillväxt medan scenarier B strävar efter ett ekologiskt hållbart samhälle. Scenarier som slutar med siffran 1 strävar efter globalisering och omfattande världshandel, medan scenarier som slutar med siffran strävar efter regional självförsörjning. Baserat på IPCC-scenarier har SMHI prognostiserat den framtida klimatförändringen i Sverige under de närmaste åren (Figur 5). Förutsägelserna pekar på att lufttemperaturerna kommer att öka både i södra och norra Sverige under alla årstider med upp mot -7 grader under 1 år. Nederbörden kommer att öka lite olika beroende på årstid. Under sommaren kan den till och med minska i delar av södra Sverige. Framtida klimatförändringar kommer att påverka hur de långväga transporterade luftföroreningarna deponeras över Sverige genom att påverka det storskaliga transportmönstret för luftmassorna (Enghardt & Foltescu, 7). Depositionen av försurande ämnen i Sverige mellan perioden och 7 1 förutsägs öka med mellan och %, lite beroende på landsdel och årstid. Ökningen gäller främst torrdeposition och i västra delarna av landet. Depositionen av oxiderat och reducerat kväve förutsägs öka i ungefär motsvarande utsträckning och i samma delar av landet. Förändringar i nederbörd och nedfall kopplat till klimatförändringarna ger direkta effekter på markvattenkemin. Det ger dessutom indirekta effekter på markvattenkemin i och med att olika markprocesser påverkas av ändrade temperatur- och fuktighetsförhållanden. Ökad temperatur innebär snabbare nedbrytning och därmed snabbare frigörelse av kväve och andra näringsämnen. Tillväxten ökar också vid ökad temperatur, vilket kan innebära ökad försurning. Detta kan dock

44 Övervakning av luftföroreningar i Kalmar län. Resultat till och med september 7 IVL rapport B 1777 motverkas av att även vittringen ökar med ökad temperatur. Ändrad temperatur och fuktighet kan även påverka avgången av gasformigt kväve, som i sin tur kan påverka växthuseffekten. Om klimatförändringarna leder till en ökad stormfrekvens och mer stormskador finns en risk för ökad nitratutlakning, vilket syns i ett flertal lokaler inom Krondroppsnätet efter stormen Gudrun. Om kväveutlakning från skogsmark skulle bli mer utbrett, och inte bara omfatta hyggen utan även växande skog, skulle det innebära stora effekter för den totala kväveutlakningen eftersom skogsarealen är stor. Sammanfattningsvis innebär klimatförändringar att förutsättningarna i marken förändras kraftigt, och det är viktigt att följa upp vilka effekter detta får vad gäller exempelvis återhämtning från försurning och nitratutlakning från skogsmark. A. N Norrlands inland. Lufttemperaturer B. N Norrlands inland. Nederbörd C. NV Götaland. Lufttemperaturer D. NV Götaland. Nederbörd Figur 5. Beräknade förändringar av temperaturen, uttryckt som o C (A,C) och förändringar av nederbörden, uttryckt som procent (B,D) mellan 191 och 1, jämfört med medelvärdet för perioden , beräknade separat för varje årstid, för IPCC scenario A (se Bernes, ). Vinter, blå; vår, grön; sommar, röd; höst, svart. Källa: SMHI. Ny hemsida Under hösten 8 planerar vi att lägga upp en ny hemsida. Där kommer det att lätt och överskådligt finnas tillgängligt: rapporter, mätdata, kartor, etc. Dessutom kommer man att finna gammalt material om man så önskar.